Устройство свайного фундамента: Устройство свайных фундаментов – особенности

Устройство свайных фундаментов – особенности

Свайные фундаменты все более прочно входят в практику жилищного строительства – и на то есть весьма веские причины.

Оглавление:

В отличие от обычных фундаментов свайные можно строить на самых различных грунтах, исключая или значительно снижая разрушительное воздействие грунтовых процессов на строение.

Из чего состоит свайный фундамент

Конструкция типичного свайного фундамента состоит из двух основных элементов – погруженных в грунт свайных столбов и связывающего их ростверка.

Важно! Ростверк (он же обвязка) свайного фундамента является элементом, объединяющим отдельно стоящие свайные столбы в единую систему. Он необходим для обеспечения равномерной передачи массы здания на грунт и повышения устойчивости каждого опорного столба.

При обустройстве свайных фундаментов используются сваи трех видов:

Металлические конструкции заводского производства, обладающие винтообразными лопастями в нижней части ствола. Лопасти позволяют погрузить такую сваю в грунт методом завинчивания, и служат в качестве уширенной опорной подошвы, обеспечивая повышенную устойчивость сваи в грунте.

Рис.:  Виды винтовых свай

Винтовые сваи делятся на виды в зависимости от формы конструкции:

• Наиболее распространенным вариантом являются сваи с одним витком лопастей, они применимы в условиях нормальных грунтов;
• Сваи с двумя витками лопастей являются усиленными, они могут применяться в несвязных грунтах с низкой несущей способностью;
• Зауженные сваи со спиральными лопастями применяются для строительства фундаментов в условиях высокоплотной каменистой почвы, вскрыть которую обычными сваями невозможно;
• Трубчатые винтовые сваи используются в вечномерзлых грунтах, они пригодны для возведения легких одно и двухэтажных зданий из дерева и каркасных панелей.

Важно! Винтовые сваи также классифицируются по типу соединения лопастей со стволом – выделяют сварные и литые изделия. Последний вариант, за счет максимальной прочности конструкции, более предпочтителен при любых условиях строительства.

Обвязка фундаментов на винтовых сваях может выполняться с помощью бруса, металлопрокатных изделий – двутавровой балки и швеллера, либо из монолитной железобетонной ленты.

Рис.:  Вариант ростверков для фундамента из винтовых свай

Вид используемого ростверка определяется исходя из массы здания – для легких домов из каркасных панелей подходит обвязка брусом, тогда как тяжелые здания из пенобетона могут возводиться лишь на монолитном железобетонном ростверке.

Такие сваи формируются непосредственно на месте строительстве – для их создания бурится скважина, в которую помещается армокаркас и опалубка, после чего скважина заливается бетоном.

Рис.:  Готовые бурозабивные сваи

Совет эксперта! Буронабивные сваи широко востребованы в индивидуальном строительстве, поскольку создание фундаментов на их основе не требует привлечения специализированной строительной техники, и может выполняться своими руками.

Железобетонные конструкции обладают максимальной несущей способностью. На таких сваях можно строить тяжелые здания в любых грунтовых условиях.

Рис.:  Железобетонные сваи квадратного сечения

В зависимости от формы ЖБ сваи делятся на квадратные конструкции сплошного сечения, квадратные сваи с круглой полостью и сваи круглого сечения. Тело железобетонных свай укреплено арматурным каркасом, который придает свае дополнительную устойчивость при работе в грунте, и обеспечивает целостность конструкции в процессе ударной забивки свай.

Для фундаментов из забивных ЖБ свай используются исключительно железобетонные ростверки. Они могут иметь форму ленты, повторяющей контуры стен здания, либо представлять собой монолитную плиту, уложенную на поверхности свайного поля.

В зависимости от варианта размещения выделяют поднятый (расположенный на уровне 15-30 сантиметров над поверхностью земли), наземный и заглубленный ростверк.

Рис.:  Ростверк фундамента из железобетонных свай

Совет эксперта! При строительстве многоэтажный зданий на забивных ЖБ сваях выполняется заглубление обвязки ниже уровня промерзания почвы, что позволяет исключить воздействия морозного пучения грунта на конструкцию ростверка.

Особенности устройства свайных фундаментов на различных грунтах

Устройство свайных фундаментов отличается  в зависимости от вида применяемых свай и типа грунтов на стройплощадке.  В технологию устройства свайных фундаментов могут вноситься значительные коррективы, связанные с грунтовыми условиями конкретной строительной площадки.

Например, при устройстве свайных фундаментов в пучинистых грунтах должны соблюдаться следующие правила

Пучинистые грунты

• при подготовке строительной площадки в обязательном порядке произвести мероприятия по отводу паводковых и стоковых вод
• не допускать к использованию пирамидальные сваи с дефектами, в том числе смещение острия от оси сваи более чем на 10 мм.
• не допускать отклонения от проектных значений по расположению сваи – более 5 см., по перебивке – не более 3 см, по недобивке – не более 1 см., для этого рекомендуется забивать сваи путем лидерного бурения
• не допускается без предварительного оттаивания грунта при зимних работах
• при использовании буронабивных свай заливка бетоном производится в течение суток
• сваи жестко закрепляются между собой ростверком
• предусматривается зазор между грунтом и подошвой ростверка на величину, не менее расчетной деформации, при пучении грунта

Несвязные и малосвязные грунты

К данным грунтам относится песчаная почва и супеси. Фундаменты в таких типах грунтов обустраиваются из свай сплошного квадратного сечения с продольно-поперечным армированием предварительно напряженной арматурой.

В условиях несвязных грунтов забивка свай выполняется по технологии вибропогружения, поскольку эффективность работы дизель-молотов в песчаной почве крайне низкая. При необходимости погружения свай в несвязные грунты высокой плотности реализуется технология подмыва почвы.

Рис.:  Технология подмыва почвы при погружении свай

Суть технологии подмыва заключается в следующем:

• На свайном стволе закрепляются несколько трубок;
• Через трубки под давлением подается вода;
• В процессе вибропогружения сваи вода размывает контактирующую с острием почву, что приводит к ее разрыхлению и, как следствие, снижение сопротивления грунта.
• В результате трения сваи и грунта подающаяся вода выталкивается наружу по стенкам свайного столба, что приводит к дополнительному размытию прилегающего грунта и уменьшению сил трения.

Все это обеспечивает увеличение продуктивности работы вибропогружателей на 30-40% и ускорение темпов обустройства свайного фундамента.

Совет эксперта! Для реализации данной технологии транспортирующие воду трубки крепятся на боковых стенках сваи так, чтобы их наконечники располагались на 40 сантиметров выше острия столба. Сама вода подается под давлением 0.5-1 МПа.

Водонасыщенные плотные грунты

В категорию данных грунтов входит глинистая почва и суглинок. В таких грунтах для обустройства фундаментов используются усиленные квадратные сваи сплошного сечения с продольно-поперечным армированием.

При работе в почве с высокой плотностью ни одна из технологий погружения свай – ударная, вибрационная либо статическое вдавливание, при независимом использовании, не демонстрирует высокой эффективности.

Для увеличения продуктивности работы сваебойного оборудования применяется метод электроосмоса, который позволяет сконцентрировать влагу на конкретном участке свайного поля, тем самым снижая сопротивления грунта погружаемой свае.

Рис.:  Технология электроосмоса при погружении свай

Метод электроосмоса реализуется следующим образом:

• на расположенной в грунте свае закрепляется положительный полюс электросети (анод), а на погружаемом столбе катод (отрицательный полюс), на которые подается постоянное напряжение;
• в момент подачи напряжения возле сваи, на которой зафиксирован анод, влажность грунта резко уменьшается, а возле столба с катодом, наоборот, возрастает.

Совет эксперта! По завершению погружения сваи подача тока прекращается, что приводит к стабилизации прежнего уровня влажности грунта – концентрация грунтовых вод вблизи забитой сваи уменьшается, в результате чего почва уплотняется и происходит увеличение устойчивости опоры.

Сухие высокоплотные грунты

Для обустройства фундаментов в таких грунтах используются квадратные сваи с продольно-поперечным армированием сечения 30*30 и 35*35 см.

В условиях сухих грунтов с высокой плотностью – песчаных, глинистых либо суглинистых, сваи погружаются с применением технологии лидерного бурения. Данный метод заключается в предварительном обустройстве скважин, в которые сваи погружаются с помощью ударных молотов либо вибропогружателей.

Лидерные скважины создаются диаметром на 15-20 мм. меньше, чем диаметр забиваемой сваи, они выполняют направляющую функцию, обеспечивая максимально точное вертикальное позиционирование свайного столба при погружении.

 

Рис.:  Технология погружения ЖБ свай в лидерные скважины

Данная технология позволяет обустраивать свайные фундаменты в максимально сжатие сроки: в отличие от стандартного погружения при ее реализации не требуется выдерживать период “отдыха” свай, поскольку лидерные скважины дают возможность погрузить сваю на требуемую глубину с первого раза.

Внимание! “Отдых” – пауза в сваебойных работах продолжительностью в 3-7 дней, необходимость в которой возникает из-за уплотнения грунта под острием забиваемой сваи, что не дает возможность осуществлять ее дальнейшее погружение.

Устройство свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах

• если глубина промерзания незначительна (до 30 см) – сваи забиваются с применением более мощного оборудования, чем обычно;
• при толщине промерзшего слоя 50см – для пробивания отверстия применяется сначала желонка (пробойник), а потом забивается свая;
• если слой мерзлоты более 70 см – погружение свай производится только бурением лидерных скважин.

Существует два метода погружения железобетонных свай (используются сваи сплошного квадратного сечения и сваи-столбы) в вечномерзлые грунты с применением технологии лидерного бурения: бурозабивной и буроопускной:

• Буроопускной способ реализуется при погружении в сваи твердомерзлую почву (температура грунта ниже 1.5 °С) и пластичномерзлый грунт (до 1.5°С). При использовании данного способа в почве бурятся лидерные скважины диаметром на 5 см. больше диаметра сваи, железобетонная конструкция погружается вибрационным методом, после чего полость между почвой и свайным столбом заполняется грунтовым раствором.
• Бурозабивной метод используется при погружении сваи в пластичномерзлые грунты. Данный способ заключается в забивке сваи с помощью дизель-молота в предварительно созданную лидерную скважину, диаметр которой на 2-3 сантиметра меньше диаметра свайного столба.

Отдельно выделяют опускной метод, который используется в условиях твердомерзлой глинистой почвы. При его реализации вокруг места погружения сваи с помощью электрического либо парового прогрева оттаивается лунка, в которую свая погружается с помощью дизель-молотов либо вибропогружателей.

Для строительства свайных фундаментов в слабых водонасыщенных грунтах, которыми изобилует Московская область, применяются сваи из различного материала (железобетонные, металлические, деревянные) и длины, в зависимости от расчетных нагрузок по проекту.

Заказ свайных фундаментов

Наша компания выполняет работы по забивке свай и при необходимости проведет бурение грунта. Мы обладаем высокопроизводительной техникой и готовы предложить вам высокое качество и приемлемые цены,  чтобы заказать свайный фундамент, оставьте заявку и мы свяжемся с Вами.

существующие типы, вид в разрезе, а также подробная схема конструкции

Традиционные формы опорных конструкций базируются на поверхностных слоях грунта.

Если несущая способность этих слоев не достаточна, приходится применять другие конструкции оснований, способные опираться на прочные и надежные пласты.

К таким видам фундаментов относятся свайные конструкции, широко распространенные в регионах с проблемными грунтами.

Они позволяют строить массивные здания в самых сложных условиях, на слабонесущих, обводненных или подтапливаемых грунтах, плывунах или торфяниках.

Существуют разные конструкции свайных фундаментов, о которых следует поговорить подробнее.

Содержание статьи

Виды свайных фундаментов

Виды свайных оснований различают по типу опорных элементов.

Они делятся на:

• Сваи-стойки. Погружаются в грунт до появления жесткого контакта с плотными слоями. Обладают наибольшей прочностью и несущей способностью, используются для наиболее тяжелых и ответственных зданий и сооружений.
• Висячие сваи. Опоры на плотные слои грунта не имеют, удерживаются за счет силы трения на боковых стенках стволов. Несущая способность зависит от длины сваи, т.е. от глубины погружения в грунт. Используются в случаях слишком глубокого залегания плотных слоев. Недостатком висячих свай является способность внезапных просадок, возникающих вследствие изменения гидрогеологических условий — сезонного изменения уровня грунтовых вод.

По материалу сваи бывают:

• Деревянные. Традиционный вид, появившийся изначально и в настоящее время практически не использующийся.
• Металлические. В качестве свай используют отрезки рельс, швеллеров, двутавров и т.д. Специально изготовленными образцами являются только винтовые сваи. Металлические сваи имеют важное преимущество — они пластичны, что позволяет им гибко реагировать на боковые нагрузки от морозного пучения или подвижек грунта. Недостатком металлических свай является склонность к коррозии, в основном — к электрохимической ее разновидности. Из-за этого срок службы металлических свай относительно невысок — до 75 лет (в среднем — 40-50).
• Железобетонные. Эти сваи используются в самых ответственных опорных конструкциях. Они могут быть изготовлены на специализированных предприятиях, или отлиты непосредственно на участке. Срок службы Ж/Б свай достигает 150 лет, что обуславливает предпочтение именно этого типа среди строителей.

По типу погружения:

• Забивные. В основном, используются Ж/Б сваи с заранее напряженной арматурой. Они способны выдерживать максимальные нагрузки и обладают наибольшей несущей способностью. Намного реже используются металлические забивные элементы.
• Набивные (или буронабивные). Изготавливаются непосредственно на площадке путем заполнения жидким бетоном предварительно пробуренных и армированных скважин. При использовании этой технологии значительно снижается необходимость в транспортировке и погрузо-разгрузочных работах, нет нужды в применении сваебойной техники. Это сделало буронабивные сваи предпочтительными среди индивидуальных застройщиков.
• Винтовые. Это отдельный вид свай, погружаемых в грунт по принципу шурупов. Имеют возможность погружения и извлечения как механическим способом, так и вручную. Особенностью винтовых свай является отсутствие необходимости в планировке участка или в производстве земляных работ в целом. Кроме того, имеется возможность строительства на склонах или складках рельефа. Недостаток — коррозия, разрушающая металл.

По конструкции свайные фундаменты бывают:

• Свайно-ростверковый.
• Свайно-винтовой.
• Свайно-ленточный.
• Свайно-плитный.

ВАЖНО!

Свайно-ростверковый и свайно-ленточный виды мало отличаются друг от друга, из-за чего некоторые источники объединяют их в одну группу. Однако, другие специалисты видят между ними принципиальную разницу в способе распределения нагрузок — лента укладывается на грунт, ростверк же опирается только на сваи.

Типы металлических труб

Винтовые сваи представляют собой металлические трубы с толщиной стенок не менее 4 мм, оснащенные сварным или литым острым наконечником и спиралеобразными режущими лопастями.

Погружение винтовых свай больше всего походит на завинчивание самореза — наконечник втыкается в грунт, стволу придают вращательное движение, лопасти врезаются в грунт и начинают понемногу затягивать ствол.

Считается, что их можно погружать вручную, с использованием только мускульной силы.

Это верно, но только до определенных пределов — наиболее распространенные винтовые сваи диаметром 108 мм вручную погрузить практически невозможно.

Специалисты не рекомендуют погружать вручную вообще никакие сваи, даже небольшого диаметра.

Неравномерность распределения усилия и колебания оси значительно ослабляют грунт вокруг ствола и лопастей, снижая несущую способность опоры.

Существуют разные конструкции винтовых свай, различающихся по признакам:

• Тип наконечника — сварной или литой.
• Количество лопастей — одна, две или три.
• С защитным слоем оцинковки, или без нее.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Наличие на винтовых сваях слоя краски нельзя рассматривать как защитный слой, поскольку при погружении он полностью стирается. Единственный эффективный вид защиты — слой оцинковки. Если его не имеется, лучше поискать другие варианты.

Отношение диаметров лопастей и ствола также бывает разным. Для рыхлых и мягких грунтов используются большие диаметры, обеспечивающие обширную опорную площадку.

Для скальных или обломочных грунтов применяют многовитковые сваи типа «шуруп», хотя для индивидуального строительства их использовать нецелесообразно. Существуют также сваи для погружения в вечную мерзлоту.

Они не имеют заостренного наконечника, так как погружаются в лидирующую скважину, и диаметр лопастей у них довольно низок — превышает размер ствола менее, чем в полтора раза.

Устройство основания

Схема свайного фундамента практически всегда одна и та же, вне зависимости от типа свай.

Основание состоит из:

• Опорные элементы (сваи) — вертикальные стержни, опирающиеся на глубинные плотные слои грунта или удерживающиеся в неподвижности за счет силы трения.
• Ростверк — пояс обвязки, на котором установлены стены дома.
• Обвязка — применяется в дополнение к ростверку на металлических (винтовых) сваях для соединения всех стволов в единую систему и увеличения жесткости и прочности свайного поля.

Сваи погружаются в грунт соответствующим способом, после чего их верхушки обрезаются до получения ровной горизонтальной плоскости по всему полю. Затем на них устанавливаются специальные колпаки с монтажными площадками — оголовки, на которые монтируется деревянный или металлический пояс обвязки.

Для железобетонных ростверков оголовки не используются, вместо них собирают опалубку и отливают монолитную ленту с армпоясом, жестко связанным с каркасом свай. Основная задача состоит в обеспечении максимально прочной и жесткой связи ростверка и всех свай, превращении отдельных элементов в единую систему.

Это позволит ростверку принимать на себя вес дома и перераспределять его по всем опорам, которые, в свою очередь, передадут нагрузку на твердые слои грунта.

Конструкция винтовых свай

Винтовые сваи представляют собой отрезки металлической трубы с толщиной стенок от 4 мм.

Они выпускаются в готовом виде с различной длиной от 1,5 м до 5 м (и более). Одна сторона трубы снабжена заостренным конусообразным наконечником, на котором крепится спиралеобразная режущая лопасть.

Наконечники бывают литые, изготавливающиеся как отдельный узел вместе с лопастью и привариваемые к трубе в готовом виде. Также есть сварные наконечники, представляющие собой соединенные лепестки, вырезанные из этой же трубы. Лопасти в этом случае привариваются отдельно.

Литые наконечники используются для более плотных грунтов, имеющих твердые включения.

Сварные наконечники используются на относительно мягких грунтах, так как при погружении в плотные слои они могут разрушиться и свая будет испорчена.

Для погружения на верхней части сваи имеется технологическое отверстие, в которое продевают лом.

На него одевают отрезки трубы, которые используют как длинные рычаги при вращении сваи. Один человек должен стоять у ствола и корректировать его положение, а другие вращают ствол и погружают его в грунт.

Установка с помощью строительных машин проходит гораздо быстрее, точнее и практически без отказов.

Важно заранее составить схему погружения, в которой будет отображена последовательность установки свай.

Иначе возможно возникновение ситуации, когда крайние опоры установлены, а к внутренним техника не может подойти.

ВАЖНО!

Реверс сваи при установке недопустим. Также запрещается погружать сваю в ту же лунку, откуда только что извлечена другая опора. Лопасти сильно разрыхляют грунт, который теряет свою плотность и требует довольно большого времени на восстановление.

Какие ростверки существуют

Существуют три основных разновидности ростверков:

• Деревянный. Используется брус размером 150 : 200 мм или 200 : 200 мм. Иногда вместо одного цельного бруса применяют пачку обрезных досок толщиной 50 мм и шириной 200 мм. Этот вариант позволяет исключить обычное для этого материала образование глубоких трещин и скручивание винтом. Балки укладываются на оголовки и фиксируются стремянками и болтами. Между собой их соединяют вполдерева с прокладкой из джута.
• Металлический. На оголовок укладывают двутавр, рельс или уголок и прочно соединяют между собой на сварку с дополнительной фиксацией на резьбовые соединения. Для швеллера оголовки не применяют, укладывая прокат полочкой вверх прямо на верхушки металлических труб (винтовых свай).
• Железобетонный. Представляет собой практически полный аналог мелкозаглубленного ленточного фундамента, только установленный не в траншее с опорой на грунт, а точечно на верхушках свай. При этом, лента отливается с жестким соединением арматуры с каркасами свай, что делает все элементы единой бетонной отливкой. Ж/Б ростверк способен выдерживать максимальные нагрузки, не гниет и не поддается коррозии, что обеспечивает длительный срок службы.

Из чего он состоит?

Ростверк — это пояс обвязки, представляющий собой некое подобие традиционной ленты, хотя может быть изготовлен не только из железобетона. Он располагается по периметру всего свайного поля под внешними несущими стенами, а также — под внутренними несущими стенами, полностью повторяя конфигурацию ленты.

Иногда применяют заглубленные и мелкозаглубленные конструкции ростверков, хотя в этих случаях речь идет о свайно-ленточном фундаменте.

Отличительная черта классического ростверка — расположение на верхушках свай на некотором возвышении над уровнем грунта.

Это позволяет исключить контакт с талой водой или снегом, делает возможным доступ к конструкциям для осмотра и наблюдения за состоянием.

Краткое описании технологии монтажа

Порядок действий следующий:

1. Подготовка участка. Удаляются лишние растения и предметы, производится планировка участка, ели это необходимо.
2. Разметка. С помощью колышков отмечаются центры скважин. Необходимо соблюдать точность и аккуратность измерений, проверять соответствие диагоналей.
3. Бурение скважин. На заданную (или возможную) глубину бурятся скважины, при необходимости делается расширение — пятка.
4. В полости опускаются гильзы — отрезки пластиковых труб, свернутый в трубку рубероид. Они послужат своего рода опалубкой, препятствующей уход воды из бетона в окружающий грунт.
5. Собираются и опускаются в скважины арматурные каркасы. Их длина должна быть такой, чтобы оставалось достаточно для последующего соединения с армпоясом ростверка.
6. В скважины заливают бетон. Его тщательно штыкуют, удаляя пузырьки воздуха. После этого сваи выдерживают до полного застывания (28 дней).
7. Пока сохнет бетон, производят сборку опалубки и арматурного каркаса для ростверка. Порядок действий практически аналогичен методике строительства ленточного фундамента.
8. Когда наступает возможность, производится заливка ростверка. Бетон штыкуют, удаляя воздух, затем накрывают полиэтиленом и выдерживают 28 дней. Опалубку можно снимать через 10 дней после заливки.

После полного затвердения ленты можно переходить к дальнейшему строительству.

Полезное видео

В данном разделе вы сможете ознакомиться с устройством свайного фундаментом в разрезе:

Заключение

Основным преимуществом свай, помимо возможности строительства на сложных и проблемных грунтах, является допустимость самостоятельного возведения без использования тяжелой техники.

Нередко сваи являются единственной возможностью привязать постройку к жесткой опоре.

Северные территории России изобилуют подобными участками, не позволяющими применять традиционные технологии строительства и нуждающимися в использовании более эффективных технологий.

Поэтому популярность и широкое распространение свайных фундаментов вполне оправданно и объяснимо.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Свайный фундамент: технология устройства, особенности, плюсы и минусы – Наши статьи – Каталог статей

На каком участке возводят свайный фундамент? Что поможет усилить несущую способность свайного фундамента? Какие бывают виды свайных фундаментов? Из какого материала выбрать сваи для фундамента? Отвечаем на все эти вопросы по порядку.

Итак, свайный фундамент возводят на участках со слабым грунтом. Чаще всего технологию свайных фундаментов и используют для возведения многоэтажных домов. Сваи, глубоко уходя в землю, принимают и распределяют всю нагрузку от стен на более глубокие и более устойчивые слои. Свайный фундамент могут сооружать из цельных свай, которые забиваются в грунт специальными машинами, либо сваи могут сооружаться из бетона, заливая его в заранее пробуренные отверстия.

Фундаменты из забиваемых свай могут быть из свай под отдельные опоры, из целых лент под стены, из кустов и цельного свайного поля.

Какими бы ни были забиваемые сваи, в итоге их выравнивают на одном уровне на поверхности и соединяют их ростверком. Именно ростверк принимает на себя все нагрузки здания и далее распределяет их на сваи.

Чаще всего забивные сваи бывают железобетонными или металлическими. Железобетонные сваи производятся с квадратным сечением и имеют заострённый конец. Арматура в железобетонных сваях может быть предварительно напряженной или ненапрягаемой. Такой тип свай бывает различной длинны и различного сечения.  Выбор будет зависеть от проекта и заданных в нет характеристик несущей способности.

Металлические сваи представляют собой трубы. Такие трубы иногда могут наполнять бетоном. Огромным плюсом таких свай является их легкость и возможность сборки на месте, что означает наращивание длинны непосредственно при устройстве.

С целью увеличения несущей способности фундамента можно использовать винтовые сваи. Это металлические сваи (трубы), которые ввинчиваются в неустойчивый грунт.

Перед началом работы со сваями необходимо произвести разметку грунта. Далее специальная сваепогружающая техника осуществляет установку свай.

Устройство свайного фундамента делится на три основные части:

– подготовка техники, ее перемещение к мету забивки свай;

– установка свай;

– непосредственное погружение свай в грунт.

Важным моментом является то, что после установки свай их верхнюю часть необходимо разбить и оголить арматуру для ее соединения с ростверком.

Для того чтобы установить свайный фундамент для частного дома или сделать свайный фундамент своими руками, достаточно использовать микросваи. Это железобетонные сваи толщиной всего 2,5 или 3 метра. При этом их несущая способность достаточна для малоэтажного строительства, а цена намного ниже.

Буронабивные сваи по своей прочности и несущей способности ничем не уступают забивным сваям. Буронабивные сваи больше всего подходят для вспучивающихся грунтов. Несмотря на трудоемкость их устройства, плюсом является то, что у строителя не возникает необходимости нанимать бурозабивающую специализированную технику.

Технология устройства такого фундамента состоит из бурения скважины и наполнения ее бетоном с арматурой.

Еще одним плюсом буронабивного устройства фундамента можно считать то, что для заливки бетона не нужна опалубка. Грунт сам выступает в роли опалубки. Но для обеспечения наилучшего качества и надежности фундамента лучше изолировать от грунта бетон оцинкованной сталью и поливинилхлоридной пленкой.Все строительные материалы для устройства фундамента и возведения зданий любой сложности Вы найдете на нашем сайте.

Консультации наших профессионалов по всем вопросам по телефонам:  8  812 300 58 88

или 8 800 200 75 58 (бесплатный номер), а также по электронной почте [email protected] .

Как происходит устройство свайных фундаментов?

При строительстве дома на неустойчивом грунте применяется свайный фундамент. Он представляет собой сваи, которые сверху объединены железобетонной или бетонной плитой. Устройство свайных фундаментов выглядит в виде заостренных столбиков. Острые концы свай вбивают в землю сквозь подвижные слои грунта, пока не будет достигнут твердый слой. Существует еще такое устройство свайных фундаментов, когда сваи изготавливаются прямо в грунте. Сначала под свайный фундамент бурят скважины, затем туда помещают трубы, сверху делают заливку раствором бетона, который утрамбовывают сверху. Заливка свай делает свайный фундамент обладателем огромной несущей способности. Все сваи, в зависимости от изготовленного материала, должны выдерживать груз от 2 до 5 т. Все большую популярность в строительстве за городом завоевывают свайные винтовые фундаменты.

Устройство свайного фундамента.

Технология устройства фундаментов и особенности их конструкции

Главным элементом конструкции являются сваи, конструкция которых разнообразна. По материалу, которые идут на их изготовление, они бывают:

• деревянные;
• металлические;
• бетонные;
• железобетонные.

Сваи также отличаются по геометрической форме:

• прямоугольные;
• круглые;
• пирамидные.

По внутренней начинке они бывают цельные и пустотелые. Разные типы свайных конструкций между собой различаются механизмом воздействия на грунт. Секрет содержится в сути работы опоры.

Существуют несколько видов:

Опалубка для сваи.

1. Конструкция на висячих сваях. Этот метод применяется на участках, где твердого слоя земли достигнуть сложно. Метод устройства свайных фундаментов по деформациям заключается в методе заклинивания свай. Их вбивают плотно в нетвердый пласт земли. Получается, что они как будто висят в нем. Этот контакт содействует передаче в землю нагрузок, которые гасятся за счет сил трения.
2. Для конструкции на подпорных сваях столбики доходят до твердого грунта и в него упираются. Строение стоит на них прочно и почти лишено усадки.

Различные типы устройства фундаментов отличаются методом установки рабочих свай. Они бывают:

1. На буронабивных сваях. При таком виде делается под сваи предварительная вырезка отверстий. Ямы проделывают автоматическим или ручным буром, потом укладывают готовые сваи или делают их из железобетона.
2. На забивных сваях. С помощью специальных установок сваи вбиваются в грунт. Заостренный столб под воздействием ударов входит в пласт земли и доходит до заданной отметки.
3. На винтовых сваях. Такой тип осуществляется автоматически или вручную. Свая внешне похожа на шуруп большого размера, который легко вкручивают в грунт.

Существует отличие в части конструкции, находящейся над землей. Наиболее устойчивой ее помогает делать ростверк.

Это так называемая перемычка, крепко соединяющая друг с другом наземные столбы. Тем самым образуется подставка под коробку строения. Точки совмещения между сваями и ростверком называют узлами свайного фундамента.

Свайные подошвы различаются друг от друга методом устройства ростверка.

Различают следующие типы:

Схема винтового фундамента.

1. Свайный ростверковый фундамент со сборной перемычкой. Для создания ростверка применяются деревянные или железобетонные перемычки, скрепленные на вершине свай между собой.
2. Свайный фундамент с монолитным ростверком. Ростверк в этом случае заливается прямо на строительной площадке из армированного бетона с использованием съемной опалубки.

Сегодня получила широкое распространение технология гибридной подошвы: совмещают основу из плит с вглубь уходящими сваями-ребрами. Применяют и свайный ленточный фундамент, при котором сочетаются подземные сваи, которые упираются в малозаглубленное ленточное основание. Это стабилизирует основу на нетвердом, насыщенном водой грунте и способствует предотвращению сильной усадки.

Во всех устройствах глубоких конструкций из свай необходимо привлекать технику. Проектирование и устройство фундамента на участках с трудными геологическими условиями обязательно должно выполняться со всеми необходимыми условиями.

Вернуться к оглавлению

Типы расчетов фундамента из свай

Расчет и проектирование свайных фундаментов можно сделать лишь после получения результатов изыскательных работ на территории, проведенных специалистом. Данные для вычислительных формул будут подбираться в зависимости от типа почвы и ее качества. Расчет свайных фундаментов по деформациям и усадке требует максимальной точности выходных показателей.

Проведя изыскательные работы, можно узнать уровень расположения грунтовых вод, его колебание в разные сезоны, качественную характеристику видов грунта на участке, глубину замерзания почвы.

Проектирование свайного фундамента и его устройство является задачей для профессионалов.

Необходимо учесть:

• вес будущего строения с внутренним содержанием;
• ветровые, динамические и сезонные нагрузки.

Также надо рассчитать осадку свайного фундамента. Рабочий план, свайный фундамент обязательно должен делаться по нему, правильнее поручить сделать его под заказ архитектору. Если применяются сваи-стойки, то осадка составляет 1-3 см. При иных обустройствах данный параметр определяется заранее. Это способствует смягчению негативных последствий коробки здания при проектировании.

Расчет по деформациям свайных фундаментов осуществляется с учетом длины стен, ее твердости на изгиб, нагрузки на 1 м фундамента, плотности грунта и его модуля деформации, а также высоты свай над поверхностью грунта. Чертеж свайный фундамент может нарисовать только опытный специалист.

Вернуться к оглавлению

Стадии возведения свайного фундамента

Данный процесс можно разделить на несколько равноценных этапов. Качество их выполнения существенно скажется на технических характеристиках фундамента.

Бурение скважин при помощи ямобура. Такая схема свайного фундамента предполагает бурение скважин ручными устройствами. Продается большое количество моделей буров с различным диаметром. Необходимо, чтобы скважина была глубиной больше, чем уровень промерзания, и заканчивалась в плотном грунте.

Ее нижняя часть должна иметь расширение, что способствует увеличению опорной площади сваи. Так под свайный фундамент будет сделан еще и дополнительный.

Скважину обсаживают трубой из нескольких пластов рубероида. Они выполняют функцию гидроизоляции и содействуют сохранению так называемого молочка в бетонном растворе. Это влияет на твердость материала.

Армирование свай является обязательным при устройстве свайного фундамента. Количество, диаметр стержневой арматуры, шаг расположения перемычек заложен в проекте, при составлении которого отталкиваются от рассчитываемой нагрузки. Арматура должна обеспечить связку ростверка с конструкцией и не доходить до верхней плоскости ростверка 2 см (короче быть не должна).

Для получения монолитного свайного фундамента надо сразу сделать опалубку ростверка и его армировать. Это положительно скажется на прочности и надежности конструкции. Бетонную смесь необходимо утрамбовывать с помощью глубинного вибратора. Он способен вытеснять из раствора воздух и формировать наиболее плотную структуру материала.

Стоимость сварного фундамента благодаря существенному сокращению расхода бетона будет несколько ниже, чем у остальных конструкций.

Свайный фундамент: устройство, установка и расчет

Свайный фундамент – один из самых быстровозводимых и доступных по стоимости типов опорных оснований. В зависимости от материала и сечения свай он может быть применён как в частном жилищном малоэтажном строительстве, так и при возведении высотных зданий или промышленных сооружений. В данной статье мы расскажем об основных характеристиках и разновидностях свайных фундаментов. Покажем пример расчёта площади сечения и количества свай. А также предоставим пошаговые инструкции по возведению свайного фундамента своими руками.

Краткое содержание статьи:

Назначение и разновидности свайных фундаментов

Свайные фундаменты применяются на грунтах, где невозможно использование других типов оснований:

• болотистые, торфяники, подтопляемые;
• зыбкие, пучинистые;
• вечная мерзлота.

На мягких, но стабильных грунтах также допускается применение свайных фундаментов. Однако осуществляется это исключительно из экономических соображений удешевления строительства.

Важно! Существуют некоторые ограничения на установку свай. К примеру, забивные или винтовые сваи не получится использовать на скальных грунтах или почвах, состоящих из крупнообломочных пород.

Область использования:

• малоэтажное строительство – коттеджи, хозяйственные и технические объекты;
• каркасные сооружения – ангары, навесы;
• МАФы – беседки, крытые и открытые павильоны, детские игровые площадки;
• сезонные или временные сооружения для проведения концертов;
• опоры ограждений как сеточных, так и капитальных.

Отличие от столбчатых оснований и классификация

В отличии от столбчатого, свайный фундамент для дома имеет гораздо большую глубину залегания и может использоваться на зыбких грунтах. Наиболее распространенные типы свайных опор:

1. Стойки – проходят насквозь слабый грунт, опираются на прочную породу. Выдерживают значительные нагрузки, практически не дают усадки.
2. Висячие – удерживаются в грунте силой трения боковых поверхностей. Отличаются развитой, нередко, ребристой контактной поверхностью.

По конструкции и способу установки в частном строительстве различают сваи следующих типов:

1. Забивные – железобетонные, деревянные, металлические.
2. Винтовые – металлические.
3. Буронабивные – монолитные железобетонные, заливаются в заранее обустроенную скважину.

Читайте также: Столбчатый фундамент

Самостоятельный расчет конструкции свайного фундамента

Расчёт свайного фундамента осуществляется в соответствии с нормативом СП 24.13330.2011 “Свайные фундаменты”. В упрощённом варианте для небольших сооружений расчёт будет выглядеть следующим образом.

Определяется суммарная нагрузка от всех строительных конструкций на фундамент (согласно СП 20.13330.2016 “Основания зданий и сооружений”). В частности учитывается:

1. Вес стен:

• древесина – 450-650 кг/м³;
• газо-, пенобетон – 400-900 кг/м³.

2. Вес утепленного кровельного пирога с покрытием из:

• асбоцементного шифера – 60-80 кг/м²;
• мягкой черепицы, ондулина, рубероида – 30-55 кг/м²;
• металлочерепицы, профнастила – 20-30 кг/м².

3. Эксплуатационные нагрузки на каждый этаж (мебель, жильцы) – не менее 100-150 кг/м².
4. Вес межэтажных перекрытий (включая цокольные и чердачные):

• деревянные на балках – 70-150 кг/м²;
• из железобетонных пустотелых плит – 350 кг/м²;

5. Снеговая и ветровая нагрузка берутся из справочника СП 131.13330.2012 “Строительная климатология” для каждого конкретного региона.

Далее, согласно рекомендациям СП 22.13330.2016 определяется несущая способность грунта на строительной площадке – его расчетное сопротивление. Высчитывается количество свай по площади их подошв. Так, у винтовой опоры площадь подошвы будет зависеть от диаметра лопасти:

Для примера

Пусть диаметр лопастей сваи – 250 мм, следовательно площадь подошвы составит 490 см². Расчетное сопротивление для полутвердых суглинков и супесей – 5,5 кг/см². Произведение, этих двух показателей даст несущую способность одной опоры – 1375 кг.

Принимаем суммарную нагрузку от сооружения (дом каркасно-щитовой типа) равную 30 т. Разделив её на несущую способность одной опоры, получим необходимое количество – (21,8) 22 шт. Учитывая, что следует использовать коэффициент запаса прочности 1,4, на практике придется установить 31 опору. Однако это слишком большое количество, поэтому рекомендуется взять сваи большего диаметра и повторить расчёт.

Существуют установленные стандарты диаметров свай и соответствующих им диаметров лопастей:

• 89 мм – лопасть 250 мм;
• 108 мм – лопасть 300 мм;
• 133 мм – лопасть 350 мм.

Выбрав следующую по диаметру сваю и повторив расчёты, с учетом коэффициента запаса прочности получим 11 шт. Такое количество опор равномерно распределяется по схеме дома. Они устанавливаются под каждым из углов, в местах примыкания и пересечения стен. На прямых участках шаг установки должен быть в пределах 1,7-2,5 м.

Читайте также: Как построить недорогой, но надежный фундамент

Свайный фундамент своими руками

Технология установки свайного фундамента может значительно отличаться в зависимости от типа сваи, особенности грунта или возможности  применения строительной техники. Однако, подготовительные работы во всех случаях практически идентичны. Выполняется предварительная очистка территории строительной площадки. Привязка будущего сооружения к плану участка. Разметка мест установки свай.

Буронабивной фундамент

При помощи ручного, бензинового или автобура выбираются скважины под опоры. Диаметр скважин должен быть больше расчетного диаметра свай на 7-10 см. Для чего делается запас? Точно пробурить вертикальную скважину даже в мягком грунте довольно проблематично, тем более, с использованием ручного инструмента. В тоже время, опоры должны быть позиционированы строго вертикально. Запас в размерах скважины даст необходимый зазор для правильной установки обсадки.

В скважину спускается обсадная труба. Её положение контролируется в нескольких точках по окружности. Опора фиксируется в вертикальном положении. Для этого можно использовать обычные подпорки из досок или забить клинышки между внешними стенками обсадки и внутренними стенками скважины. Крепление должно быть максимально надежным, чтобы удержать сваю в вертикальном положении до окончания всех работ.

ВАЖНО! В качестве обсадной конструкции (стакана) могут пользоваться трубы: толстостенная пластиковая, асбестовая, шовная стальная. Также возможен вариант создания буронабивной сваи из армирующего каркаса с рубашкой из рубероида.

Внутри обсадной трубы устанавливается несколько прутов арматуры. Они не должны прикасаться к внутренним стенкам стакана (мин. зазор 50 мм). Если его диаметр позволяет, то арматура сваривается в каркас. За счет армирования свая сможет без разрушения сопротивляться знакопеременным нагрузкам, возникающим от морозного пучения грунта.

Бетон для заливки сваи подготавливается более пластичной консистенции, чем для ленточного или плитного фундамента. Пропорции цемента, песка и щебня должны быть 2:2:3  соответственно.  Если труба имеет небольшой внутренний диаметр, важно следить, чтобы в процессе формовки не образовались воздушные пробки. Следует выполнять периодическую трамбовку вручную либо электрическим погружным вибратором.

Повторно проверяется точность позиционирования сваи. Если опора расположена вертикально, осуществляется обратная засыпка зазора между внешней стенкой сваи и скважиной вынутым ранее грунтом. Зазор заполняется послойно, не более чем по 20 см. Каждый слой тщательно трамбуется.

После созревания бетона до технологической прочности оголовки свай срезаются по одному горизонтальному уровню.

Винтовой фундамент

Регламент для устройства свайно-винтового фундамента напоминает вышеописанный для буронабивного:

1. Под каждую сваю формируется лидер-лунка глубиной не более 15 см, шириной соответствующей диаметру лопасти. Как правило, вполне достаточно снять верхний слой дерна. При использовании механизированных средств вкручивания винтовых свай можно обойтись без лидер-лунки, что делает опору устойчивей.

ВАЖНО! Профессиональные строители не рекомендуют применять лидер-лунки, а при крайней необходимости не углублять их более 5 см. Это позволяет винтовой свае распределять нагрузку от сооружения как на плоскость лопасти, так и на свою боковую поверхность.

2. Опора позиционируется на месте установки. Выравнивается и вкручивается в грунт. Процесс сопровождается постоянным контролем ее положения относительно вертикали.
3. После вкручивания всех свай их оголовки корректируются или срезаются по единому уровню.
4. Во внутреннюю полость заливается пескобетон. Если опора имеет достаточный диаметр, допускается использование наполнителей типа мелкого щебня.
5. После твердения бетона к оголовкам привариваются широкие фланцевые пластины. Для них используют сталь толщиной не менее 10 мм.
6. В зависимости от материала ростверка он крепится к фланцам при помощи шпилек или приваривается.

Фундамент из забивных опор

Забивной монтаж свайного фундамента рекомендуется выполнять с привлечением специальной строительной техники. В противном случае, можно не достичь несущих грунтов. Ручная проходка допускается только при возведении МАФов или других конструкций, не создающих значительного вертикального давления.

Технология забивки свай различается в зависимости от материала их изготовления:

Древесина. Применяются только элементы из плотных пород древесины диаметром не менее 20 см. Один конец бревна заостряется, на него крепится металлический конус – башмак. Он выполняет защитные функции и облегчает прохождение плотных слоев грунта. На противоположный конец надевается стальное кольцо, предотвращающее раскалывание бревна.

Металл. Используется профилированный прокат (двутавры, швеллера, рельсы) или трубы. Металлические опоры можно забивать на большую глубину, а при необходимости нарастить приваркой дополнительных сегментов.

Железобетон. Встречаются как круглые, так и прямоугольные железобетонные сваи, обычно заводского изготовления.

Устройство ростверка

В частном жилищном строительстве чаще используется свайный фундамент с ленточным ростверком, реже с плитным. В зависимости от степени заглубления ленточный ростверк делится на три типа:

Заглубленный (низкий) – его нижняя часть опускается ниже уровня грунта. Между сваями прокапывают траншеи, на дне которых устраивается песчано-гравийная подушка. Укладывается арматурный каркас, закрепляемый к оголовкам свай. Устанавливается опалубка, в которую формуется бетонный раствор.

Наземный – для него последовательность действий та же, что и при возведении заглубленного ростверка, но уровень утрамбованной песчаной подушки совпадает с дневной поверхностью грунта.

Висячий (высокий) полностью располагается на опорах, с грунтом не соприкасается. Как правило, сборный свайно-ростверковый фундамент выполняется из железобетонных балок заводского изготовления. Реже делается монолитным. Это связано с большим расходом материалов и времени на сборку опалубки.

Плитные ростверки применяются в многоэтажном строительстве. С их помощью выполняется обвязка свайных полей. Это опоры под всей площадью сооружения расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга. Как и ленточные, плитные ростверки бывают сборными и монолитными.

Подводим итоги

Свайный фундамент имеет определенные технические ограничения. В доме невозможно обустроить подвал. А при возведении сооружения из штучных стройматериалов не обойтись без мощного ростверка. Кроме того, самостоятельная установка свай возможна только для небольших построек.

Тем не менее, устройство свайных фундаментов показывает и немало преимуществ на этапах нулевых циклов. Ведь их отличает доступная стоимость, быстрый монтаж, возможность проведения работ в зимнее время, строительства дома на грунтах со слабой несущей способностью.

Устройство свайных фундаментов – ЗСК Интересные статьи и общая информация

« Назад

08.02.2016 08:26

Свайный фундамент оптимален при строительстве здания на слабых осыпающихся грунтах, которые физически не могут стойко сопротивляться нагрузке со стороны здания. Это отличный вариант устройства фундамента на склонах холмов и при нахождении грунтовых вод у поверхности.

Конструкционные разновидности свайного фундамента

Свая – это прочный стержень, имеющий круглое или прямоугольное сечение. Она полностью или частично погружается в грунт.

Материал свай современного фундамента – коррозиеустойчивый металл или бетон. В частном строительстве для фундаментов недолговечных конструкций допустимо применение деревянных свай.

Исходя из способа интеграции свай в грунт, фундамент может использовать такие типы опор:

• забивные – имеют заострение на одном конце, требуют механизации процесса;
• буронабивные – изготавливаются непосредственно в грунте путем бурения скважины, погружения в нее армирующего каркаса, формирования опалубки из асбестоцементной трубы или рубероида и заливки в нее смеси бетона.

винтовые – металлические трубы, имеющие на одном конце заострение и винтовые лопасти для «завинчивания» их в грунт. Это своеобразный огромный «шуруп» для свайных фундаментов. Лопасти на его нижней части создают дополнительную поверхность опоры, повышая несущую способность винтовой сваи и всего фундамента.

Физика воздействия на грунт

Практика доказывает, что свайные фундаменты – отличная базовая опора для дома, превосходящая по несущим параметрам фундаменты столбчатого и ленточного типа. Устройство свайных фундаментов оправдано и особенно актуально при большой глубине (1 – 1,5м) промерзания, в пучинистых, болотистых и торфяных грунтах.

Использование большого количества точечных опор передает распределенную нагрузку от фундамента дома не поверхностным рыхлым и слабым слоям грунта, а более глубоким и уплотненным. Относительно механизма передачи нагрузки на грунт различают:

• висячие сваи – такая методика фиксирования опор в грунте используется в случае отсутствия плотных слоев на технологически доступной глубине. Применяют сваи с большой площадью и высокой шероховатостью боковых поверхностей. При погружении в грунт они его расклинивают и как бы висят за счет силы трения своих боковых поверхностей об уплотненную породу.
• подпорные сваи – применяются при возможности погрузить столбчатую опору до твердого грунта, который будет для нее прочным основанием.

Верхняя, выступающая над поверхностью грунта часть свай связывается между собой ростверком. Это некое подобие ленточного фундамента, на котором будут возводиться стены здания. Вот только такой фундамент лежит не на грунте, а на сваях. В частном строительстве устройство ростверка выполняется способом заливки монолитного армированного пояса, каркас которого связан с арматурой железобетонных свай или самим телом металлических опор.

Для винтовых свай ростверк может быть собран из металлических или деревянных перемычек, соединенных между собой над сваями.

Эксплуатационные преимущества

Выбирая вариант свайного фундамента, застройщик выигрывает в таких моментах:

• повышение надежности опорной системы здания;
• экономия времени – ускоряется процесс обустройства основания;
• минимизация объемов земляных работ;
• всесезонность монтажа;
• относительно малый расход тяжелого бетона;
• уменьшение затрат на оплату работ и стоимости затраченных на фундамент материалов.

Что выбрать?

Оптимальный вариант свайного фундамента для индивидуального строительства – буронабивные или винтовые сваи. Эти две свайные технологии допускают использование только ручного труда или ручной механизированной техники.

Забивные опорные конструкции рентабельно использовать в случае глубокого залегания твердых пластов грунтовых пород, способных быть прочной опорой для основания. Этот способ предполагает задействование специализированной техники – дополнительные инвестиции в устройство свайного фундамента.

Окончательный выбор типа опор, их количества, расположения и глубины погружения следует делать после консультации со специалистами. Они должны знать специфику грунтов в регионе застройки и уметь выполнить практические расчеты свайного фундамента.

Свайные основания под фундамент

С устройства свайного основания начинается любое строительство дома. Каждое сооружение состоит из ряда элементов. Например, в состав дома входят стены, цоколь, фундамент и другие части; мост состоит из пролетных строений и опор.
Все опоры и фундамент устанавливаются на основании из грунта. Часть опоры, расположенная в грунте, называется фундаментом. Назначением фундамента является передача нагрузки от сооружения на грунт.
На рис. 1 приведен фундамент здания. Фундамент обычно устанавливается несколько шире стен и образует в верхней своей части выступы, называемые обрезами. Низ фундамента называется подошвой.

Слой грунта, на который опирается сооружение, называется основанием. Если фундамент опирается на естественный грунт, который не подвергался какому-либо укреплению, то такое основание называется естественным.

Грунт под устройство свайного основания в зависимости от характера залегания и вида может выдержать лишь определенную нагрузку, при превышении которой он теряет несущую способность; в результате может произойти опасная осадка. При большой и неравномерной осадке здание дает трещины и даже может разрушиться. Нагрузка на грунт обычно характеризуется напряжением под подошвой фундамента, которое определяется делением веса сооружения (при вертикальной нагрузке) на площадь основания и выражается в кг/см2.

Если стена при большой длине имеет одинаковую конструкцию и размеры, то определяют вес частей здания и всех нагрузок, приходящихся на один метр фундамента, и делят этот вес на площадь фундамента длиной тоже в 1 м; в результате получают напряжение в подошве.

Например, вся нагрузка на 1 м фундамента составляет 36 т, ширина фундамента 1,2 м, тогда напряжение в подошве будет (1 X 1,2)=30 т/м2, или 3 кг/см2.

Если грунт не очень прочный и не может выдержать такого напряжения, для снижения последнего уширяют фундамент (его нижнюю часть). И тем самым сокращают напряжение в грунте, Однако такой способ не всегда применим, а потому приходится принимать меры по укреплению естественного основания, т. е. устраивать искусственное основание.

Рис. Схема работы сваи в грунте
1 — нагрузка на сваю; 2 — силы трения; 3-давление грунта на сваю; 4 — сопротивление грунта у острия сваи

Известно большое количество видов искусственных оснований, из которых для каждого частого случая выбирают наиболее целесообразное. Чаще всего устраиваются, особенно в гидротехническом и промышленном строительстве, свайные основания.

Устройство свайных оснований применяются с глубокой древности. Они долговечны, многие из них сохранились в течение нескольких сот лет. Например, до сих пор некоторые оградительные сооружения Кронштадтского порта стоят на сваях, забитых во времена Петра 1. Исакиевский собор в Петрограде стоит на основании, в которое забито несколько тысяч деревянных свай.

Основные принципы и классификации свайных фундаментов

Введение

Неглубокие и глубокие фундаменты обозначают относительную глубину почвы, на которой построены здания. Когда глубина фундамента меньше ширины основания и меньше десяти футов, это неглубокий фундамент. Фундаменты неглубокого заложения используются, когда поверхностный грунт достаточно прочен, чтобы выдерживать приложенные нагрузки. Если глубина фундамента больше ширины фундамента здания, это глубокий фундамент.Глубокие фундаменты часто используются для передачи строительных нагрузок глубже в землю.

Условия, при которых используется глубокий фундамент

· Грунт у поверхности, который имеет относительно слабую несущую способность (700 фунтов на квадратный фут или меньше)

· Грунт вблизи поверхности, содержащий экспансивные глины (усадка / набухающие почвы)

· Поверхностные почвы, уязвимые для удаления в результате эрозии или размыва

Классификация глубоких фундаментов

Глубинные фундаменты подразделяются на три категории:

· Свайные фундаменты

· Фундаменты скважин

· Фундаменты кессона

Типы фундаментов и основные механизмы, участвующие в классификации глубоких фундаментов, рассматриваются в нашем обзорном курсе экзамена по гражданскому праву FE для тех, кто готовится стать инженером в процессе обучения.

Свайный фундамент

Свайный фундамент определяется как серия колонн, построенных или вставленных в землю для передачи нагрузок на более низкий уровень грунта. Свая – это длинный цилиндр, состоящий из прочного материала, например, бетона. Сваи вдавливаются в землю, чтобы служить устойчивой опорой для построенных на них конструкций. Сваи переносят нагрузки от конструкций на твердые породы, скалы или грунт с высокой несущей способностью. Сваи поддерживают конструкцию, оставаясь прочно уложенными в почву.Поскольку свайные основания закладываются в почву, они более устойчивы к эрозии и размыву.

Устройство свайного фундамента

Сваи сначала закладываются на уровне земли, а затем забиваются или забиваются в землю с помощью сваебойной машины. Сваебойщик – это машина, которая держит сваю вертикально и забивает ее в землю. Удары повторяются, когда тяжелый груз поднимается и опускается на сваю. Сваи следует забивать в землю до тех пор, пока не будет достигнута точка отказа, то есть точка, в которой сваю нельзя забивать в грунт дальше.Метод установки сваи является важным фактором структурной целостности свайного фундамента. Метод забивной сваи является идеальным вариантом, поскольку он меньше всего нарушает поддерживающий грунт вокруг сваи и обеспечивает максимальную несущую способность каждой сваи. Поскольку у каждой сваи есть зона воздействия на почву вокруг нее, сваи должны располагаться достаточно далеко друг от друга, чтобы нагрузки распределялись равномерно.

Категории свай

· В зависимости от назначения сваи подразделяются на несущие, фрикционные, фрикционные, несущие, направляющие и шпунтовые сваи.

· По составу материалов сваи классифицируются как деревянные, бетонные, песчаные или стальные.

1) Несущие сваи забиваются в землю до достижения твердого слоя. Несущие сваи опираются на твердые породы и действуют как столбы для поддержки конструкции. Несущие сваи допускают вертикальные нагрузки и передают нагрузку здания на твердый слой под ними.

2) Фрикционные сваи используются, когда почва мягкая и нет твердых слоев.Эти сваи длинные, а поверхности имеют шероховатую поверхность для увеличения площади поверхности и повышения сопротивления трения. Они оказывают сопротивление трению между своей внешней поверхностью и соприкасающейся почвой. Сваи трения не опираются на твердые слои.

3) Бетонные сваи забиваются под наклоном, чтобы выдерживать наклонные нагрузки.

4) Направляющие сваи используются при формировании коффердамов для обеспечения устойчивых оснований для подводного строительства.

Основные принципы свайных фундаментов и их классификации – рекомендуемые темы для изучения перед сдачей экзамена FE Civil.

Типы свай по форме и составу

Что такое свайный фундамент? Типы свайных фундаментов

Фундаменты поддерживают конструкцию, переносят нагрузки от конструкции на почву. Но слой, на который фундамент переносит нагрузку, должен иметь адекватную несущую способность и подходящие характеристики осадки. В зависимости от различных соображений существует несколько типов фундамента, например:

• Общая нагрузка от надстройки.
• Почвенные условия.
• Уровень воды.
• Чувствительность к шуму и вибрации.
• Доступные ресурсы.
• Сроки реализации проекта.
• Стоимость.

В общих чертах, фундаменты можно разделить на мелкие и глубокие. Неглубокие опоры обычно используются, когда несущая способность поверхностного грунта достаточна для восприятия нагрузок, создаваемых конструкцией. С другой стороны, глубокие фундаменты обычно используются, когда несущая способность поверхностного грунта недостаточна для восприятия нагрузок, создаваемых конструкцией.Таким образом, нагрузки должны передаваться на более глубокий уровень, где слой почвы имеет более высокую несущую способность.

Свайный фундамент , своего рода глубокий фундамент, на самом деле представляет собой тонкую колонну или длинный цилиндр, изготовленный из таких материалов, как бетон или сталь, которые используются для поддержки конструкции и передачи нагрузки на желаемой глубине посредством торцевого подшипника или поверхностного трения. .

Свайные фундаменты – это фундаменты глубокого заложения. Они состоят из длинных, тонких, столбчатых элементов, обычно сделанных из стали или железобетона, а иногда и из дерева.Фундамент называют «свайным», если его глубина более чем в три раза превышает его ширину.

Свайный фундамент обычно используется для больших конструкций и в ситуациях, когда почва на небольшой глубине не подходит для противодействия чрезмерной осадке, поднятию и т. Д.

Когда использовать свайный фундамент

Ниже приведены ситуации при использовании сваи система фундамента может быть

• При высоком уровне грунтовых вод.
• От надстройки прилагаются тяжелые и неравномерные нагрузки.
• Другие типы фундаментов дороже или нецелесообразны.
• Когда почва на небольшой глубине сжимается.
• Когда есть возможность размыва из-за его расположения у русла реки или берега моря и т. Д.
• Когда есть канал или глубокая дренажная система рядом со строением.
• Когда выемка грунта на желаемую глубину невозможна из-за плохого состояния почвы.
• Когда становится невозможным сохранить траншеи фундамента сухими с помощью откачки или других мер из-за сильного притока просачивания.

Свайные фундаменты можно классифицировать по функциям, материалам, процессу установки и т. Д. Ниже приведены типы свайных фундаментов, используемых в строительстве:

1. В зависимости от функции или использования
   1. Шпунтовые сваи
   2. Несущие сваи
   3. Конец Несущие сваи
   4. Сваи трения
   5. Сваи уплотнителя грунта
2. В зависимости от материалов и метода строительства
   1. Деревянные сваи
   2. Бетонные сваи
   3. Стальные сваи
   4. Составные сваи

Типы свайных фундаментов представлены на следующей диаграмме обсуждалось выше.

Эти сваи кратко рассматриваются ниже.

Классификация свайных фундаментов по функциям или применению

Шпунтовые сваи

Этот тип свай в основном используется для обеспечения боковой поддержки. Обычно они сопротивляются боковому давлению рыхлой почвы, потоку воды и т. Д. Они обычно используются для коффердамов, покрытия траншей, защиты берега и т. Д. Они не используются для обеспечения вертикальной поддержки конструкции. Обычно они используются для следующих целей:

• Строительство подпорных стен.
• Защита от береговой эрозии.
• Удерживайте рыхлый грунт вокруг траншеи фундамента.
• Для изоляции фундамента от прилегающих грунтов.
• Для удержания грунта и увеличения несущей способности почвы.

Несущие сваи

Этот тип свайного фундамента в основном используется для передачи вертикальных нагрузок от конструкции на грунт. Эти фундаменты передают нагрузки через грунт с плохой опорой на слой, способный выдерживать нагрузку.В зависимости от механизма передачи нагрузки от сваи на грунт несущие сваи далее классифицируются как проточные.

Концевые опорные сваи

В этом типе сваи нагрузки проходят через нижний конец сваи. Нижний конец сваи опирается на прочный слой почвы или камня. Обычно ворс лежит на переходном слое слабого и сильного истребителя. В результате свая действует как столб и безопасно передает нагрузку на прочный слой.

Общую несущую способность концевой несущей сваи можно рассчитать, умножив площадь вершины сваи на несущую способность на той конкретной глубине грунта, на которую опирается свая.С учетом разумного запаса прочности рассчитывается диаметр сваи.

Фрикционная свая

Фрикционная свая передает нагрузку от конструкции к грунту за счет силы трения между поверхностью сваи и почвой, окружающей сваю, такой как жесткая глина, песчаный грунт и т.д. длина сваи или определенная длина сваи, в зависимости от толщины грунта. В фрикционных сваях, как правило, вся поверхность сваи работает на передачу нагрузок от конструкции на почву.

Площадь поверхности сваи, умноженная на безопасную силу трения, развиваемую на единицу площади, определяет вместимость сваи.

При проектировании сваи поверхностного трения необходимо тщательно оценить поверхностное трение, которое может возникнуть на поверхности сваи, и рассмотреть разумный коэффициент безопасности. Кроме того, можно увеличить диаметр сваи, глубину, количество свай и сделать поверхность сваи шероховатой для увеличения емкости фрикционной сваи.

Сваи для уплотнения грунта

Иногда сваи забивают через определенные промежутки времени, чтобы увеличить несущую способность почвы за счет уплотнения.

Классификация свай по материалам и способу конструкции

В первую очередь сваи можно разделить на две части. Сваи смещения и сваи без смещения или замены. Сваи, которые вызывают вертикальное и радиальное смещение грунта по мере того, как они забиваются на землю, известны как сваи смещения. В случае замены свай земля просверливается и грунт удаляется, а затем образовавшаяся яма либо заполняется бетоном, либо вставляется сборная бетонная свая.Несущие сваи по материалам свайной конструкции и процессу их установки можно классифицировать следующим образом:

1. Деревянные сваи
   1. Необработанные
   2. Обработанные консервантом
2. Бетонные сваи
   1. Сборные сваи
   2. Литые Сваи на месте
3. Стальные сваи
   1. Сваи двутаврового профиля
   2. Пустотные сваи
4. Композитные сваи

Деревянные сваи

Деревянные сваи укладываются под уровень воды.Срок их службы составляет около 30 лет. По форме они могут быть прямоугольными или круглыми. Их диаметр или размер может варьироваться от 12 до 16 дюймов. Длина ворса обычно в 20 раз больше ширины верха.

Обычно они рассчитаны на 15-20 тонн. Дополнительную прочность можно получить, прикрутив к стенке сваи пластины для рыбы болтами.

Преимущества деревянных свай –

• Деревянные сваи стандартного размера.
• Экономичный.
• Простота установки.
• Низкая вероятность повреждения.
• Деревянные сваи можно отрезать любой желаемой длины после их установки.
• При необходимости деревянные сваи легко вытаскиваются.

Недостатки деревянных свай –

• Сваи большей длины не всегда доступны.
• Прямые сваи малой длины получить сложно.
• Забить сваю сложно, если грунт очень твердый.
• Приправка сваи древесины затруднена.
• Деревянные или деревянные сваи не подходят для использования в качестве опорных свай.
• Для обеспечения прочности деревянных свай необходимо принять специальные меры. Например, деревянные сваи часто обрабатывают консервантом.

Бетонные сваи

Сборные бетонные сваи

Сборные бетонные сваи закладываются в свайное основание в горизонтальной форме, если они имеют прямоугольную форму. Обычно круглые сваи забивают вертикальными формами. Сборные сваи обычно армируются сталью, чтобы предотвратить их разрушение при перемещении от станины к месту основания.После того, как сваи залиты, необходимо провести их отверждение в соответствии со спецификацией. Обычно период отверждения сборных свай составляет от 21 до 28 дней.

Преимущества сборных свай

• Обеспечивает высокую стойкость к химическим и биологическим трещинам.
• Они обычно имеют высокую прочность.
• Для облегчения забивки по центру сваи может быть установлена ​​труба.
• Если сваи залиты и готовы к забивке до наступления срока установки, это может увеличить темпы работ.
• Ограничение арматуры может быть обеспечено.
• Качество сваи можно контролировать.
• Если обнаружена какая-либо неисправность, ее можно заменить перед поездкой.
• Сборные сваи можно забивать под воду.
• Сваи могут быть загружены сразу после забивки на необходимую длину.

Недостатки сборных свай

• После того, как длина сваи определена, впоследствии трудно увеличить или уменьшить длину сваи.
• Их сложно мобилизовать.
• Требуется тяжелая и дорогая техника для вождения.
• Поскольку они недоступны для готовой покупки, это может привести к задержке проекта.
• Существует возможность поломки или повреждения во время погрузочно-разгрузочных работ и забивки свай.

Заливные бетонные сваи

Этот тип сваи сооружается путем бурения грунта на желаемую глубину, а затем засыпания в это место свежезамещенного бетона и выдерживания там.Этот тип сваи создается либо путем вбивания металлической оболочки в землю и заполнения ее бетоном с оставлением оболочки вместе с бетоном, либо оболочка вытаскивается во время заливки бетона.

Преимущества монолитных бетонных свай

• Оболочки легкие, поэтому с ними легко обращаться.
• Длину свай можно легко варьировать.
• Снаряды собираются на месте.
• Никаких дополнительных мер не требуется только для предотвращения повреждений при обращении.
• Отсутствие возможности поломки при установке.
• При необходимости можно легко поставить дополнительные сваи.

Недостатки монолитных бетонных свай

• Монтаж требует тщательного наблюдения и контроля качества.
• Требуется достаточно места на территории для хранения материалов, используемых для строительства.
• Сложно построить монолитные сваи при сильном течении подземных вод.
• Нижняя часть сваи не может быть симметричной.
• Если свая не армированная и не обшитая, она может разрушиться при растяжении, если будет действовать поднимающая сила.

Стальные сваи

Стальные сваи могут быть двутавровыми или полыми. Они залиты бетоном. Размер может варьироваться от 10 дюймов до 24 дюймов в диаметре, а толщина обычно составляет дюйма. Из-за небольшой площади сечения сваи легко забиваются. Чаще всего они используются в качестве концевых свай.

Преимущества стальных свай

• Их легко установить.
• Они могут достигать большей глубины по сравнению с любым другим типом сваи.
• Проникает сквозь твердый слой почвы за счет меньшей площади поперечного сечения.
• Легко соединять стальные сваи
• Может выдерживать большие нагрузки.

Недостаток стальных свай

• Склонность к коррозии.
• Имеет возможность отклоняться во время движения.
• Сравнительно дорого.

Изделия свайного фундамента

Типы свайных фундаментов по способу строительства

🕑 Время чтения: 1 минута

Существует три типа свайных фундаментов в зависимости от методов их строительства: забивные сваи, монолитные сваи, забивные и монолитные сваи.

Типы свайных фундаментов по способу строительства

1. Фундамент с забиванием свай Забивные свайные фундаменты могут быть бетонными, стальными или деревянными. Эти сваи предварительно собираются перед размещением на строительной площадке. Забивные сваи из бетона – сборные. Эти сваи забиваются с помощью свайного молота. Когда эти сваи забиваются в сыпучий грунт, они вытесняют равный объем грунта. Это способствует уплотнению почвы по бокам свай и приводит к ее уплотнению.Сваи, уплотняющие прилегающий к нему грунт, также называются уплотняющими сваями. Такое уплотнение почвы увеличивает ее несущую способность. Насыщенные илистые почвы и связные почвы имеют плохую дренажную способность. Таким образом, эти грунты не уплотняются при бурении забивных свай. Для уплотнения почвы необходимо слить воду. Таким образом, напряжения, возникающие рядом с сваями, должны восприниматься только поровой водой. Это приводит к увеличению порового давления воды и снижению несущей способности почвы.

2. Монолитные свайные фундаменты Монолитные сваи представляют собой бетонные сваи. Эти сваи сооружаются путем просверливания ям в земле на необходимую глубину и последующего заполнения ям бетоном. Армирование также используется в бетоне в соответствии с требованиями. Эти сваи имеют небольшой диаметр по сравнению с буронабивными сваями. Монолитные сваи представляют собой прямые буронабивные сваи или сваи, залитые с одной или несколькими луковицами через определенные промежутки. Сваи с одной или несколькими луковицами называются недоработанными сваями.

3. Забивные и монолитные сваи Забивные и монолитные сваи обладают преимуществами как забивных, так и забивных свай. Порядок установки забивной и монолитной сваи следующий: Стальная оболочка диаметром сваи забивается в грунт с помощью вставляемой в нее оправки. После забивки оболочки оправку снимают и заливают в оболочку бетон. Оболочка изготавливается из гофрированного и армированного тонкого стального листа (однотрубные сваи) или труб (сварные трубы Armco или обычные бесшовные трубы).Сваи этого типа называются сваями оболочечного типа. Безоболочечный тип образуется путем снятия оболочки во время укладки бетона. В обоих типах свай дно оболочки закрыто коническим наконечником, который можно отделить от оболочки. Путем выталкивания бетона из оболочки в сваях обоих типов может образоваться увеличенная луковица. К этому типу относятся сваи франки. В некоторых случаях оболочку оставляют на месте, а трубу забетонируют. Этот тип сваи очень часто используется при наваливании на воду.

8 Типы свай для строительных работ

Инженеры-строители используют сваи для закрепления фундамента строительной площадки, прежде чем они начнут возводить инфраструктуру наверху. Это ключевой шаг в процессе строительства, который подрядчики используют для повышения безопасности и надежности проекта. Укладка свай – важный технический навык, требующий уверенности и динамичности совместной работы в команде. Если вы ищете работу в строительной отрасли, важно знать различные типы и методы укладки свай.

В этой статье мы расскажем, что такое сваи, расскажем, когда их используют инженеры, обрисовали, как работают разные методы свай, и перечислим общие типы свай.

Связано: Как получить работу на стройке

Что такое сваи?

Укладка свай – это процесс просверливания фундамента в земле для придания большей прочности конструкции слабому грунту под ним. Сваи подготавливают почву для переноса тяжелых грузов, таких как новый дом, офисный комплекс, дорога или другой объект инфраструктуры.

Сваи обычно представляют собой длинные опоры, сделанные из дерева, стали или бетона. Его форма, окружность и вес могут варьироваться в зависимости от условий почвы и требований проекта. Например, сваи могут нести подъемные нагрузки для поддержки более высоких конструкций, таких как небоскребы. В этом случае инженерам необходимо учитывать опрокидывающие силы ветра или волн. По сути, свайные фундаменты работают за счет распределения веса тяжелой конструкции на более широкой площади.

Связано: Что такое управление строительными проектами?

Когда использовать свайный фундамент в строительстве

При использовании свайного фундамента во время строительства необходимо учитывать несколько факторов.Их основная цель – обеспечить безопасность и прочность земли до того, как рабочие построят что-нибудь наверху. Вот несколько ситуаций, когда использование системы свайного фундамента может быть существенным:

• Когда уровень грунтовых вод высокий
• Когда большая нагрузка надстройки требует дополнительной опоры
• Другие типы фундаментов являются более дорогостоящими или неосуществимыми
• Когда грунт на небольшой глубине сжимается
• Когда есть возможность размыва, из-за его расположения у русла реки или берега моря
• Когда есть канал или система глубокого дренажа рядом со строением
• Когда выемка грунта невозможна вверх на желаемую глубину из-за плохого состояния почвы
• Когда становится невозможным сохранить траншеи фундамента сухими с помощью откачки или других мер

Как используются типы свай в строительстве?

Прежде чем инженеры-строители смогут выбрать между типами свай, им необходимо оценить условия своей строительной площадки, такие как почва, климат и другие соответствующие факторы.Им также нужно будет проконсультироваться с архитекторами, чтобы понять масштаб своего инфраструктурного проекта. Используя эту информацию, они могут подготовиться к строительным трудностям и выбрать наиболее подходящий тип свай. На данном этапе их цель – использовать тип свай, который увеличивает долговечность и структурную целостность фундаментов под их постройкой.

Ниже описаны три распространенных метода использования типов свай в строительстве:

Связанные: Самые высокооплачиваемые рабочие места в строительстве

1.Забивные свайные фундаменты

Бетон, сталь и древесина являются наиболее распространенными материалами, используемыми для изготовления свай для забивных свайных фундаментов. Бетонные сваи собираются до прибытия на строительную площадку. Точно так же подрядчики заказывают сборные стальные и деревянные сваи, которые они могут просверлить прямо в почву с помощью молотка. В зернистых почвах эти сваи вытесняют равный объем почвы, помогая почве стать более твердой. Такое уплотнение почвы увеличивает ее плотность; а значит, и его несущая способность.

Однако этот метод строительства не подходит для насыщенных илистых почв с плохой дренажной способностью. Водянистость препятствует уплотнению почвы при бурении забивных свай. Фактически, это оказывает противоположное влияние на почву, поскольку снижает ее способность выдерживать большие нагрузки.

2. Монолитные свайные фундаменты

В монолитных фундаментах используются бетонные сваи. Вместо того, чтобы приносить сборные сваи на строительную площадку, рабочие просверливают отверстия в земле, помещают внутрь стальную арматуру, а затем вместо этого заполняют отверстие бетоном.Это позволяет им подбирать глубину фундамента в соответствии с потребностями проекта и использовать сваи меньшего диаметра, чем те, которые используются для забивных свайных фундаментов.

3. Комбинированные свайные фундаменты

Комбинированные свайные фундаменты используют сочетание процесса забивного свайного фундамента и процесса монолитного свайного фундамента. Таким образом, сохраняются преимущества каждого метода.

Сначала рабочие вбивают в землю стальную гильзу того же диаметра, что и свая.Далее в оболочку заливают бетон, чтобы закрепить фундамент. Это распространенный метод, который инженеры используют для наваливания на воду.

Связано: Управление строительством: функции и этапы

Типы свай

При выборе лучшего типа свай для проекта инженеры-строители изучают ряд факторов, в том числе:

• земляные работы
• Угол, под которым необходимо установить сваю
• Экологические проблемы, влияющие на местных жителей

Вот восемь основных типов свай, которые могут быть рассмотрены строителями:

Торцевые сваи

Нижняя часть торцевые несущие сваи опираются на слой прочного грунта или камня.Инженеры проектируют этот тип сваи для передачи большой нагрузки здания через сваю на прочный слой. По сути, это колонна, которая прорезает слабый слой земли, чтобы конструкция могла оставаться в вертикальном положении, опираясь на самый прочный слой под ней.

Сваи трения

Сваи трения цилиндрические. Они используют свой полный рост для передачи создаваемых зданием сил в почву. В фрикционной свае величина нагрузки, которую может выдержать свая, прямо пропорциональна ее длине.Это также означает, что на большей глубине свая может выдерживать больший вес.

Буронабивные сваи

Буронабивные сваи необходимо забить в землю, чтобы образовалась яма, которую рабочие могут позже заполнить заливным бетоном. Преимущество этого типа сваи в том, что она забивается в нужное положение, а это означает, что буронабивные сваи чрезвычайно надежны. В строительных проектах в городах используются буронабивные сваи, потому что процесс установки приводит к меньшей вибрации по сравнению с другими методами.

Забивные сваи

Забивные сваи требуют большого усилия для забивания в землю.Этот тип свай обычен для фундаментов с несвязными грунтами или грунтами, содержащими много загрязняющих веществ.

Винтовые сваи

Винтовые сваи выглядят как большие стальные винты, которые необходимо закрепить в земле с помощью аналогичных обычных винтов кругового движения для прикрепления к другим поверхностям, например к дереву.

Деревянные сваи

Инженеры использовали деревянные сваи в строительстве на протяжении тысячелетий. Деревянные сваи собираются за пределами строительной площадки и устанавливаются забивным способом.Это очень экономичный, безопасный и эффективный фундамент для временных и постоянных сооружений.

Стальные сваи

Строители устанавливают стальные сваи с помощью ударных или вибрационных молотов, которые могут проникать в прочную почву и скалу. В зависимости от опоры, необходимой вашему проекту, стальные трубчатые сваи также бывают разного диаметра.

Бетонные сваи

Бетонные сваи широко используются в морских строительных проектах, таких как мосты, нефтяные вышки и плавучие аэропорты.Это современный инструмент, который эффективно выдерживает вертикальные нагрузки на конструкцию и боковые волновые нагрузки. Его часто используют для стабилизации сложного рельефа из-за того, как сваи реагируют и как распределяют нагрузки по свае.

Откройте для себя лучшие ресурсы Indeed для специалистов в области строительства, включая советы по вопросам карьеры, образцы резюме, быстрые ссылки для поиска работы и многое другое.

Причина использования свайного фундамента и буронабивных свай в строительстве | by Ground Engineering Ltd.

В строительстве используются различные типы свайных фундаментов.Свайный фундамент используется для переноса веса вертикальной конструкции на глубокую часть почвы, которая прочнее, чем верхняя часть почвы. Решение о строительстве свайных фундаментов принимается после отчетов по исследованию грунта.

Отчеты исследования почвы определяют прочность и надежность верхнего слоя почвы. Если грунт слабый и не может выдержать вес предлагаемой конструкции, то в грунт закладывают свайный фундамент, чтобы вес здания можно было перенести на более глубокий слой почвы.Есть три типа свайных фундаментов. Фундамент свай изготавливается из бетона, сборного железобетона или заливается в сету на строительной площадке.

Чем занимается компания:

Единственная цель свайного фундамента – придать прочность строящемуся на них зданию, так как верхний слой почвы считается бедным и слабым, чтобы выдержать вес здание . Какая свая будет использоваться на строительной площадке, будет зависеть от характера почвы и типа конструкции, которая будет построена на строительной площадке.

Концевые несущие сваи переносят вес через мягкие сжимаемые слои на твердый слой ниже. Устойчивость построек достигается за счет поднесения сваи к самому прочному участку почвы. Конец сваи опирается либо на твердую часть слоя, либо на камень в конце слабых слоев почвы. Концевые несущие сваи обычно используются на большинстве строительных площадок.

Фрикционные сваи используются вместо концевых несущих свай, когда нет необходимости использовать концевые несущие сваи по экономическим или конструктивным причинам.Фрикционная свая придает прочность за счет трения, которое создается в более глубоких слоях почвы. Когда свая вставляется в более глубокую часть почвы, почва уплотняется и обеспечивает большее сопротивление и прочность свае. Чем больше свая погружается в грунт, тем большую прочность сваи придают конструкции на сваях.

Сваи, уменьшающие оседание, спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать устойчивость к оседанию и оседанию. Эти сваи обычно используются с плотным фундаментом, чтобы обеспечить большую устойчивость.Такие сваи уменьшают эффект провисания фундамента в центре. Противодействие эффекту провисания обеспечивается за счет усиления почвы и рычагов, которые противодействуют эффекту провисания.

С другой стороны, буронабивные сваи – это армированная свая, которая создается на месте строительства путем заливки бетона в сваю из железных стержней. Буронабивные сваи также рассчитаны на то, чтобы выдержать вес здания, выходящего на площадку. Буронабивная свая сооружается путем бурения 50 метров почвы.Самым большим преимуществом буронабивных свай является то, что они не создают вибрации и шума, которые возникают из-за традиционной системы свай.

Другим преимуществом буронабивных свай является то, что сваи различной длины могут вставляться в грунт на разной длине. Длина ворса может выходить за рамки сезонных колебаний уровня влажности и т. Д. При строительстве буронабивных свай избегают больших земляных работ и засыпки. Прилегающие почвы менее нарушены. А также отсутствие вибрации никогда не помешает соседним конструкциям.

О влиянии свайного фундамента существующих многоэтажных домов на окружающие постройки

Свайный фундамент является своеобразной формой фундамента. В последние годы из-за роста населения и экономического развития в Китае высотные здания стали появляться в поле зрения людей. В связи с развитием инженерного строительства были значительно улучшены тип и технология свайного фундамента, а также контроль и обнаружение одиночной свайно-свайной группы.В связи с влиянием осадки свайного фундамента на окружающую среду высотных зданий, в данной работе в основном исследуются с точки зрения осадки одиночной сваи и осадки свайной группы. В соответствии с методом строительства свайного фундамента, монолитная свая с погружной трубой под статическим давлением может создавать эффект сдавливания грунта при строительстве свайного фундамента. Проведен экспериментальный анализ. Согласно инженерному примеру, численное моделирование методом конечных элементов используется для анализа степени влияния осадки свайного фундамента на соседние здания с плотом и без него, а возможность и правильность численного моделирования анализируются путем сравнения результатов моделирования с измеренными значениями.В данной статье в основном исследуется влияние осадки свайного фундамента высотных зданий на окружающие здания с точки зрения проблем и решений.

1. Введение

После реформ и открытости, наряду с постоянным развитием экономической ситуации в Китае, масштабы урбанизированной жизни постоянно увеличивались. Однако из-за ограниченной площади земельных ресурсов Китая это также приводит к нехватке городских построек, что требует повышения коэффициента использования городских земель.Люди начали диверсифицировать ограниченные земли для городского строительства, что привело к появлению высотных зданий, трехмерных транспортных линий, трехмерной прокладки городских трубопроводов и других объектов. Для строительства высотных и многоэтажных зданий с целью повышения эффективности землепользования требуется фундамент с хорошей устойчивостью и высокой несущей способностью. Поскольку естественный грунт не может соответствовать требованиям этой конструкции, свайный фундамент обладает такими преимуществами, как хорошая устойчивость, высокая несущая способность и сильное сопротивление выдергиванию, что широко используется в фундаменте высотных зданий.Однако в сложных ситуациях, таких как подземные туннели в высотных зданиях, это плохо скажется на конструкции свайного фундамента или окружающих зданиях. И существующих справочных материалов о влиянии конструкции и осадки свайного фундамента на соседние здания относительно мало, но в практической инженерии все больше и больше внимания уделяется влиянию конструкции и осадки свайного фундамента на соседние здания. Таким образом, влияние осадки свайного фундамента на соседние здания, изученное в данной статье, окажет большую помощь при строительстве свайного фундамента в будущем.В данной работе метод конечных элементов и метод численного моделирования используются для исследования влияния осадки свайного фундамента на окружающую среду существующих высотных зданий. Поэтому изучение осадки свайных фундаментов высотных зданий неизбежно и имеет очень важное теоретическое и практическое значение. Поле смещения окружающего грунта получается с помощью теории осадки свайного фундамента, основанной на методе смещения при сдвиге, а затем рассчитываются значения осадки и смещения окружающих зданий, которые проверяются численным моделированием и инженерными примерами.

В наше время общество постоянно меняется в сторону урбанизации и модернизации. Возникновение многоэтажек – это еще и социальная потребность. Рост высоты отражает не только рост стоимости земли и потребность в использовании площадей, но и демонстрацию силы капитала и символа экономического процветания. Существование высотных зданий повлияет на малоэтажные здания и многие прилегающие районы. Воздействие новых высотных зданий на окружающую среду в основном проявляется на этапе выемки котлована под фундамент здания и этапе строительства фундамента здания.Существует несколько исследований стадии нагрузки основной конструкции нового здания и стадии использования здания после герметизации крыши, и в большинстве ограниченных исследований не учитывается влияние надстройки. Этот метод рассматривает только нагрузку надстройки как равномерно распределенную нагрузку на основании здания. Этот метод не может полностью отразить дополнительное влияние нагрузки здания на окружающую среду. На этапе эксплуатации здания после герметизации кровли, когда здание подвергается ветровой нагрузке, будет происходить дополнительная деформация окружающей среды под действием ветровой нагрузки.В настоящее время нет однозначного вывода о дополнительной деформации окружающей среды, вызванной ветровой нагрузкой в ​​Китае. Свайный фундамент состоит из свай и крышек, соединенных с вершиной свай. Широко применяется при строительстве многоэтажных домов. Большое значение имеет обеспечение безопасности и устойчивости высотных зданий. В случае стихийных бедствий, таких как землетрясения или тайфуны, свайные фундаменты могут противостоять горизонтальным и моментным нагрузкам, вызванным землетрясениями или тайфунами, благодаря своей поперечной жесткости и общей устойчивости к опрокидыванию, чтобы избежать опрокидывания высотных зданий и обеспечить устойчивость высотных зданий.Разработка концепции зеленого архитектурного дизайна высотных зданий – новая концепция последних лет. Зеленые энергосберегающие технологии – основная техническая основа зеленого архитектурного дизайна. Применительно к проектированию высотных зданий это в основном относится к необходимости максимально сочетать характеристики самого высотного здания с помощью окружающих природных условий и окружающей среды. Дизайн экологичных зданий – это метод архитектурного проектирования, основанный на навыках защиты окружающей среды с использованием передовых достижений науки, технологий и оборудования.К основным характеристикам интеллектуального здания относятся комфорт, эффективность, адаптируемость, безопасность, удобство и надежность. Применение современных технологий может всесторонне улучшить психологический и физиологический опыт людей и создать комфортные условия для людей с точки зрения освещения, озеленения, освещения, вентиляции и других аспектов. В то же время применение интеллектуальной системы значительно сокращает потребление и расход ресурсов, энергии и расходов, снимает ограничения по времени и пространству, повышает эффективность использования ресурсов и обеспечивает более эффективное управление и услуги для люди.В процессе архитектурного проектирования мы должны уделять внимание гуманизации архитектурного пространства и учитывать множество факторов, включая художественные факторы, технические факторы и научные факторы. Если персонал сможет работать в комфортных условиях здания, люди не только будут испытывать чувство удовлетворения, но и смогут эффективно улучшить новаторство и эффективность работы. Ценность архитектуры в значительной степени зависит от комфорта архитектурной среды, которая включает в себя многие аспекты, такие как экологическая психология, архитектурная акустика и архитектурная оптика.При разработке архитектурных схем следует учитывать особые группы людей, включая инвалидов, пожилых людей, женщин и детей, чтобы создать разумную и научную безбарьерную среду, полностью отражающую гуманизацию. При исследовании эффекта уплотнения грунта свайного фундамента он применил теорию кругового расширения отверстия, предложенную предшественниками, для анализа упругопластического поведения трубных свай и получил аналитические выражения радиуса пластической зоны и смещения тела грунта. .Он проанализировал поле смещения, создаваемое сваей, находящейся под статическим давлением, методом конечных элементов и дало влияние отношения модулей сваи к грунту и характеристик трения на границе раздела свая-грунт на поле смещения при забивке сваи. Донг [1], основываясь на теории средней объемной пластической деформации песка, предложил упрощенный метод прогнозирования размеров пластической зоны вокруг свай статического давления, а также проанализировано влияние параметров сваи на пластическую зону.Есть много достижений о влиянии котлована на окружающую среду. Ван и Сюй [2], основываясь на большом количестве инженерных данных в Шанхае, предложили прогнозирующую кривую осадки поверхности, а также предложили метод прогнозирования дополнительной деформации зданий, вызванной выемкой котлована. Проанализировано, что деформации прилегающих зданий котлованов соответствуют разным формам деформации подпорных конструкций. Результаты показали, что при возникновении толчков и выпуклой деформации на поверхности подпорных конструкций здания, прилегающие к котлованам, будут претерпевать заметный вогнутый прогиб.В нем были применены тесты физической модели и методы численного моделирования для анализа влияния смещения грунта на деформацию, трещины и жесткость стен существующих каменных зданий. Тан Юн и другие измерили влияние глубокого котлована на поселение близлежащих зданий. Результаты анализа показывают, что расстояние между зданием и котлованом, тип конструкции здания и тип фундамента здания существенно влияют на окончательную расчетную величину.

Теория осадки свайного фундамента включает теорию осадки одиночной сваи и теорию осадки группы свай. Теория осадки одинарной сваи очень важна для анализа влияния конструкции и осадки свайного фундамента на соседние здания. По осадке одиночной сваи его можно расширить до расчета осадки группы свай. В настоящее время методы расчета осадки одиночной сваи в основном включают метод передачи нагрузки, метод теории упругости, метод сдвигового смещения, метод численного анализа и его упрощенный метод.Метод сдвигового смещения был первоначально установлен Куком [3] на основе экспериментального и теоретического анализа. Метод сдвигового смещения предполагает, что окружающее тело сваи в основном испытывает сдвиговую деформацию, а относительное смещение между сваей и грунтом отсутствует. Сопротивление трения со стороны сваи передается на окружающую область через кольцевой элемент. Деформация окружающего грунта вокруг стороны сваи идеально упрощается в виде концентрического цилиндра.Согласно методу сдвигового смещения Ma et al. [4, 5] обобщили его с упругой стадии на пластическую и получили анализ поля нелинейных перемещений грунта вокруг сваи. С быстрым развитием технологии численного анализа и компьютерных технологий и их широкого применения в инженерной практике, метод численного моделирования также быстро развивался и улучшался, а метод конечных элементов широко использовался при расчете свайных фундаментов. При анализе свай именно из-за зрелости и мощной функции метода конечных элементов, который может хорошо учитывать нелинейность и неоднородность грунта, а также характеристики границы раздела сваи и грунта, метод конечных элементов является наиболее важным. метод численного моделирования в инженерной практике и проектировании.Но на самом деле, из-за сложности расчета осадки свайного фундамента и многих соображений, метод конечных элементов все еще ограничивается анализом одной сваи и группы свай с небольшим количеством свай, и есть также ограничения. Однако некоторые результаты анализа методом конечных элементов для одиночной сваи и группы свай были точно измерены с помощью инженерных и модельных испытаний [6]. Напряжение в фундаменте свайной группы формируется нагрузкой, действующей на одинарную сваю, распространяющуюся в фундамент, поэтому ее напряжение больше, чем у односвайного фундамента.Модуль упругости фундамента такой же, поэтому осадка фундамента свайной группы обычно больше, чем у односвайного фундамента. В инженерной практике обычно используемые методы расчета группы свай включают метод эквивалентного многослойного суммирования, метод коэффициента осадки и метод конечных элементов. Модель твердого фундамента является эквивалентным методом снятия фундамента. Он рассматривает свайный фундамент как твердый фундамент и рассчитывает осадку группы свай по неглубокому фундаменту без учета эффекта деформации сжатия между сваями.Из-за повреждения окружающего грунта уплотнительными сваями во время строительства теория кругового расширения отверстий и метод конечных элементов широко используются в практических инженерных расчетах. В данном исследовании в основном используются эти два метода для изучения влияния уплотнения при забивании свай на окружающую среду здания. В строительстве свайных фундаментов высотных зданий используются сваи двух видов: сборные свайные и монолитные. В данной статье в основном анализируются методы формирования сваи сборных железобетонных и монолитных свай.Бетонная свая – это свая из обычного железобетона или предварительно напряженного бетона. Сборные железобетонные сваи бывают двух типов: трубчатые и квадратные. Например, сборные бетонные трубные сваи обычно производятся центробежным методом на сборных заводах. Когда сборные длинные сваи, как правило, собираются рядом со строительной площадкой, обычно используется метод перекрытия. При изготовлении сборных железобетонных свай необходимо обеспечить ровность сборного участка и не допускать неравномерной осадки бетонных свай.Следует принять меры по изоляции между сваями, чтобы избежать склеивания между сваями или между сваями и нижними формами. Только тогда, когда прочность лежащей в основе сваи или смежной сваи превышает 30%, можно заливать верхнюю сваю и прилегающую сваю. При заливке сборных железобетонных свай их следует заливать от верха сваи до конца сваи, чтобы избежать прерывания. Сборная бетонная трубная свая . Как правило, монолитные сваи образуются в результате погружения трубы или эксплуатации. Арматурные каркасы закладываются в отверстия для свай, завершенные строительством, после чего производится заливка бетона.По окончании заливки бетон твердеет, после чего выполняется заливка конструкции свайного фундамента. Проходка сваи обычно осуществляется ударным или вибрационным методом. Поскольку эти два метода при использовании вызывают огромную вибрацию, перед строительством необходимо хорошо поработать с защитой. Обычно для просверливания отверстий используется ручное или механическое сверление, но при столкновении с глиной механическое сверление не подходит. При использовании ручного сверления следует обратить внимание на дренажные работы. Подготовка к строительству . Перед началом строительства все виды мусора и мусора на строительной площадке необходимо вычистить и привести в порядок, чтобы строительная площадка оставалась чистой и ровной, обеспечивала благоприятные условия для возведения свайного фундамента многоэтажных домов, избегала На качество строительства влияет неупорядоченность и неровность площадки в процессе строительства, а также обеспечение устойчивости и вертикальности свайного фундамента многоэтажного дома. После выравнивания площадки следует провести конструкцию планировки и строго проверить оси строительной площадки.Строительный персонал должен точно определить местонахождение линии управления в соответствии со строительными чертежами и неоднократно проверять правильность положения каждой сваи в соответствии с требованиями чертежей, чтобы избежать смещения. Кроме того, нам также необходимо подготовить машину и оборудование, необходимые для строительства, разместить или установить машину и оборудование в разумном положении и закрепить буровую машину, необходимую для этого проекта, в разумном положении, чтобы обеспечить разумное положение сваи.Ствол охранника закопан. После того, как подготовительные работы будут выполнены, следует провести заглубленный защитный ствол. Только хорошо проведя строительство на этом этапе, можно избежать обрушения стенки отверстия в процессе бурения. Для обеспечения качества конструкции в этом проекте применен стальной защитный ствол. Производство грязи. При бурении раствор можно использовать для охлаждения буровых долот и смазки бурового инструмента, а также для предотвращения обрушения свайных отверстий.Грязь обычно состоит из воды, глины и добавок. После определенной пропорции грязь можно полностью перемешать для достижения желаемых результатов. Буровая конструкция. Строительство сверления должно выполняться в соответствии с заранее установленной последовательностью и строго в соответствии со строительными стандартами, чтобы обеспечить правильную осевую линию и вертикальность и избежать явления отклонения отверстия. Кроме того, следует также отметить, что при бурении предварительно приготовленная суспензия должна добавляться непрерывно, а строительство выгрузки шлака должно выполняться вовремя.Очистка строительства. При сверлении следует вовремя контролировать диаметр, глубину и расположение отверстия. Когда отверстие для сваи достигает указанного стандарта параметра, его следует немедленно очистить, чтобы избежать явления осаждения жидкого навоза из-за длительного времени. Это не только повлияет на качество строительства, но и может вызвать обрушение свайной ямы. В этом проекте для очистки отверстия используется вакуумный отсос. После завершения расчистки ямы должна быть проведена приемка качества строительства набивных свай на вышеуказанном этапе.Только когда качество каждого строительства будет соответствовать требованиям, можно будет продолжить строительство следующего этапа. Установка арматурного каркаса в отверстие. После завершения очистных работ сборный стальной сепаратор вставляется в отверстие для позиционирования и фиксации. В процессе установки и установки стального каркаса в отверстие необходимо принять соответствующие меры для предотвращения деформации стального каркаса. Стальная клетка должна располагаться вертикально в отверстии для сваи, чтобы не повредить стенку отверстия в процессе подъема стального каркаса.Длину подвесных стержней также следует разумно рассчитать, чтобы обеспечить плавную установку и установку стальных каркасов в отверстия. Когда установка арматурного каркаса в отверстие будет завершена, следует измерить глубину отверстия и толщину осадка в отверстии. Если он не соответствует требованиям, очистку скважины следует провести заново. Заливка бетона . Во избежание обрыва сваи и других явлений заливку бетона нельзя прерывать.Кроме того, следует отметить, что перед заливкой бетона необходимо хорошо провести перемешивание и перемешивание, чтобы водоцементное соотношение, осадка, удобоукладываемость и время начального схватывания бетона находились в предписанном диапазоне. Только обеспечив качество бетона, можно гарантировать качество монолитной сваи.

На основе фактического инженерного опыта создается трехмерная модель конечных элементов и выполняется расчет выемки котлована под фундамент.Сравнивая результаты расчета модели с результатами измерений, можно увидеть, что численные результаты близки к результатам измерений, что показывает, что назначение геотехнических параметров является разумным в настоящее время. Проанализировано влияние осадки свайного фундамента на окружающие постройки. Результаты показывают, что в процессе строительства окружающие здания будут трескаться и разрушаться в близлежащих туннелях. Для реальной строительной инженерии монтажная нагрузка надстройки – это просто долгий процесс.Кроме того, форма фундамента нового здания в этом документе является единой и фиксированной, а в фактическом проекте необходимо определить форму фундамента в соответствии с отчетом геологического исследования, поэтому в документе не рассматривается влияние различных форм фундамента. В инженерном строительстве здания меньше подвержены воздействию выемки котлована и давления свай статического давления. Текущее состояние зданий в основном связано с неравномерной осадкой, вызванной соседними зданиями.В подобных проектах в будущем следует в полной мере учитывать различные факторы, влияющие на использование построек. Во время строительства следует своевременно и точно наблюдать за трещинами в окружающих зданиях, чтобы иметь актуальное состояние существующих построек. Разумное и точное суждение, а не просто вера в то, что оседание сваи или строительство неизбежно приведет к повреждению окружающих зданий.

2. Метод

2.1. Забиваясь на месте труба под статическим давлением

Метод строительства свайного фундамента представляет собой монолитную свайную трубу, погружающуюся под статическим давлением, поэтому при строительстве свайного фундамента будет создаваться эффект уплотнения, а эффект вибрации – небольшой.Это не учитывается при анализе. В основном анализируется влияние эффекта уплотнения на близлежащие здания. Данные смещения и осадки могут быть измерены в соответствии с контрольными точками, проложенными на участке, и правилами измерения. Основным объектом исследования является комплекс Цзиньцзя на территории строительства. Поэтому данные измерений соединения Jinjia выбраны для анализа в этом исследовании. Из-за ущерба, нанесенного уплотнительными сваями окружающему грунту во время строительства, можно нанести ущерб соседним зданиям, когда строительство ведется в городах или соседних зданиях, например, растрескивание грунта в соседних зданиях, обрушение туннелей и другие последствия [7 ].Таким образом, в этом исследовании необходимо понять механизм и режим повреждения в процессе строительства и предложить некоторые меры по уменьшению ущерба близлежащим зданиям. Существующие методы изучения эффекта уплотнения грунта включают теорию расширения круглого отверстия, метод конечных элементов, метод траектории деформации, теорию линий скольжения и испытание на модели:

Геометрическое уравнение

Условие текучести грунта

граничное условие

Согласно формулам (1) – (3) радиус пластической зоны может быть получен следующим образом:

Граничное радиальное смещение пластической зоны

Дифференциальное уравнение равновесия и геометрическое уравнение тело элемента может быть получено.В сочетании с условием текучести и граничным условием тела грунта максимальное напряжение расширения на границе сваи и грунта может быть получено следующим образом.

где – радиус расширительного отверстия, Rp – радиус пластической зоны, а – расстояние от центра цилиндрического расширительного отверстия.

2.2. Метод конечных элементов

Метод конечных элементов – это технология компьютерного моделирования, которая, по сути, представляет собой численный метод решения математических и физических уравнений.Он сочетает в себе теорию упругости и пластичности с информатикой. Рождение метода конечных элементов обеспечивает мощный инструмент численных расчетов для решения практических инженерных задач. Суть метода конечных элементов состоит в том, чтобы разделить сложный континуум на конечное число простых единиц, превратить проблему беспроводной степени свободы в задачу с приоритетной степенью свободы и преобразовать задачу решения дифференциального уравнения (в частных производных) непрерывную функцию поля в задачу решения алгебраических уравнений с конечными параметрами.Основная идея метода конечных элементов состоит в том, чтобы разделить континуум на конечные элементы, то есть взять конструкцию в целом, состоящую из нескольких элементов, соединенных узлами, сначала провести анализ элементов, а затем объединить эти элементы. для представления исходной структуры для общего анализа. С математической точки зрения метод конечных элементов – это метод, который преобразует уравнение в частных производных в алгебраическую систему уравнений, а затем решает их с помощью компьютера.Проведение анализа методом численного моделирования методом конечных элементов можно разделить на три этапа. На первом этапе (предварительная обработка), в зависимости от фактического инженерного фона, вся конструкция или часть моделируемого проекта преобразуется в математическую и физическую модель в идеальных условиях, а затем используется дискретизированный элемент конструкции из конечных элементов. для замены преобразованной модели сплошной твердой структуры или конкретной решаемой области; на втором этапе (расчет и анализ) для их объединения используется метод конечных элементов.На третьем этапе (постобработка) выводятся результаты расчетов с помощью программного обеспечения конечных элементов, и результаты сортируются, анализируются и суммируются. MIDAS / GTSNX (Система геотехнического и туннельного анализа) – это программное обеспечение для визуального и интуитивно понятного моделирования сложных геометрических моделей, таких как геотехнические и туннельные. Его уникальный многофронтальный решатель может обеспечить максимальную скорость вычислений. Программное обеспечение сочетает в себе основную основу анализа методом конечных элементов с профессиональными требованиями к геотехнической конструкции туннеля и сочетает в себе преимущества текущего программного обеспечения для геотехнического анализа туннелей.Программное обеспечение в основном включает нелинейный упругопластический анализ, анализ нестабильной фильтрации, анализ стадии строительства, анализ связи между фильтрацией и напряжением, анализ консолидации, сейсмический анализ и динамический анализ. На этапе постобработки он может автоматически выводить краткие книги расчетов в виде таблиц, графиков и диаграмм. Программное обеспечение MIDAS / GTSNX применялось во многих крупномасштабных геотехнических и туннельных проектах по всему миру с его полностью китайским культурным операционным интерфейсом, интуитивно понятной и удобной предварительной обработкой, разнообразными функциями анализа, многочисленными конститутивными моделями материалов, а также краткой и всеобъемлющей постобработкой.

2.3. Моделирование эксперимента

Метод тестирования модели – это метод исследования, очень похожий на метод эксперимента гипотез. Но эта недоказанная теория была построена исследователями в качестве модели. Затем каждая часть модели подтверждается экспериментами один за другим. Модельный эксперимент относится к эксперименту с сущностью, который получает соответствующие данные и проверяет дефекты конструкции путем проведения соответствующих экспериментов на уменьшенных или равноправных моделях. Это метод исследования, очень похожий на метод гипотезы эксперимента.Но эта недоказанная теория была построена исследователями в качестве модели. Затем каждая часть модели проверяется экспериментами один за другим, что называется методом тестирования модели.

3. Эксперимент

Основная цель этого исследования заключается в том, что это место находится между павильоном Цзефан и улицей Шуньцзин в районе Лисия города Цзинань, к северу от Западной Хэйхуцюань-роуд, к западу от Северной Хэйхуцюань-роуд, к востоку от Шуньцзин-стрит и к югу от Quancheng Road, занимая площадь около 11,28 га ² (169.18 му). На большинстве участков проекта требуется выемка котлована глубиной 6 3–9 1 м. Для поддержки котлована используются опорные сваи. В соответствии с инженерно-геологическими условиями площадки и условиями окружающей среды параметры грунта на площадке показаны в таблице ниже.

Согласно данным таблицы 1, эти два метода используются для изучения воздействия забивки свай и уплотнения грунта на окружающую среду здания. Основные допущения теоретической модели кругового расширения отверстия следующие: (1) грунт представляет собой однородный и изотропный идеальный упругопластический материал; (2) насыщенный мягкий грунт несжимаем; (3) эффективное напряжение почвы одинаково во всех направлениях до небольшого расширения отверстия.Дифференциальное уравнение равновесия, геометрическое уравнение, условие текучести грунта, граничное условие, радиус пластической зоны и радиальное смещение пластической зоны могут быть получены в соответствии с вышеуказанными условиями. Можно получить сбалансированное дифференциальное уравнение и геометрическое уравнение агрегата. Комбинируя условия текучести грунта и граничные условия, можно получить максимальное напряжение расширения на границе раздела сваи и грунта. Результаты показаны на рисунке 1.

1 подшипник 906 .0 906 диорит Номер слоя почвы Название почвы Средняя толщина слоя почвы (м) Модуль упругости (МПа) Коэффициент Пуассона Угол трения (градусы) Сцепление (КПа) 1 Разное заполнение 0.5 2 илистая глина 1,3 23,7 0,30 22 10 24,2 0,18 25 12 4 Гравий 2,5 104,0 0,23 38 27,3 0,35 13 25 6 Остаточный грунт 5,2 20,6 0,30 12 0,30 13,8 50,0 0,25 10–50 53–55 8 Диорит с сильным выветриванием 5,6 147.0

Из рисунка 1 видно, что исходя из теории кругового расширения отверстия, параметры и начальные условия грунта, диапазон повреждения грунта вокруг свай, а также можно получить закон изменения уплотнения грунта с помощью обычного испытания на трехосное сжатие [8, 9]. Среди них учитываются избыточное давление поровой воды, создаваемое мгновенным процессом уплотнения при забивке сваи, и приращение напряжения уплотнения.Когда предполагается, что объем сжат, его можно получить. Для разных грунтов может принимать разные значения, глина – 0,98, а илистая глина – 0,90, которую можно подставить в формулу, упомянутую выше, и построить кривую изменения напряжения в радиальном направлении забивки сваи, как показано на Рисунок 2.

Как показано на Рисунке 2, можно видеть, что (1) сжимающее напряжение находится между радиальным напряжением и касательным напряжением; (2) радиальное напряжение является наибольшим, а касательное напряжение наименьшим в численном значении; (3) на внешней границе пластической зоны оно равно по модулю, но является напряжением сжатия и переходит в напряжение растяжения.

4. Результаты и обсуждение

В высотных зданиях с свайным фундаментом в качестве фундамента не все свайные фундаменты многоэтажных зданий являются свайными фундаментами на плотах, и широко используются свайные фундаменты без плотины. Основываясь на приведенных выше примерах, в данном исследовании проводится расчет и анализ моделирования.

По упрощенной формуле поля смещения грунта вокруг свай, полученной из теории оседания группы свай, может быть получена величина осадки древних построек.В этом исследовании группа свай рассматривается как одна свая, а древние постройки рассматриваются как «множественные точки» выравнивания. Согласно теории расчета и формуле группы свай рассчитываются значения осадки трех точек с одинаковым диаметром сваи L = 16, 18, 20 и 22 м, и строится график, как показано на рисунке 3. Из рисунка 3 видно, что при одинаковом диаметре сваи многоэтажного дома, чем больше длина сваи, тем меньше осадка.С увеличением расстояния между старинным зданием и свайным фундаментом многоэтажки величина осадки имеет тенденцию к уменьшению, но величина осадки между расчетными точками A7-A8 больше, чем с обеих сторон. Это связано с тем, что при расчете учитывается влияние свайного фундамента на южной стороне древнего здания, а значение осадки каждой расчетной точки основывается на величине наложения осадки, вызванной свайным фундаментом на северной и южной стороне здания. Здание Чжаогу.

Общая высота старинного здания в этом проекте составляет около 8 метров. По результатам моделирования можно получить кривые наклона древнего здания при разной длине свай свайного фундамента высотных зданий, как показано на рисунке 4. Согласно рисунку 4, чем больше длина сваи, тем меньше наклон старинного здания. При длине сваи более 22 м наклон старинной постройки практически нулевой.

Согласно численному моделированию можно получить не только кривую осадки древних зданий, вызванную оседанием свайного фундамента высотных зданий, но также смещение древних зданий с разной длиной свай при одинаковом диаметре свай.Рисунки 5 и 6 показывают, что с увеличением длины сваи смещение древних построек постепенно уменьшается. При длине сваи L = 22 м осадка свайного фундамента высотных зданий мало влияет на старинные постройки.

Согласно кривой данных на Рисунке 6, когда длина сваи составляет 14 м, смещение верха, очевидно, больше, чем смещение низа, и нисходящий тренд верха также очень быстрый.

5.Заключение

Существующие многоэтажные дома в нашей стране достигли определенных успехов в ситуации непрерывного развития, но с постоянным повышением уровня жизни людей анализ различных факторов, влияющих на смещение фундамента здания, показывает, что здание меньше подвержено влиянию при выемке котлована и опрессовке свай статического давления в инженерном строительстве. Основная причина его нынешнего состояния – разница, вызванная заселением соседних построек.Согласно полевым наблюдениям, во временной строительной стене, которая находится ближе к месту раскопок и имеет низкую жесткость, трещин не произошло, что также убедительно подтверждает этот вывод. В подобных проектах в будущем следует в полной мере учитывать различные факторы, влияющие на использование зданий, и следует уделять внимание своевременному и точному наблюдению за трещинами в окружающих зданиях до начала строительства, чтобы иметь разумную и точную оценку текущего состояния. существующих зданий и оценивать влияние окружающих зданий, а не просто предполагать, что строительство высотных зданий неизбежно.

Доступность данных

Никакие данные не использовались для поддержки этого исследования.

Конфликт интересов

Автор заявляет, что конфликта интересов нет.

Как винтовой свайный фундамент может ускорить ваш строительный проект

Не многие строительные проекты могут позволить себе неограниченные временные рамки для завершения, и на самом деле большинство проектов имеют вполне понятный сжатый график, который необходимо соблюдать. В строительстве, как и практически во всех других сферах деятельности, время – деньги, и это особенно верно, когда все другие торговцы и подрядчики ждут, когда будет установлен фундамент конструкции.Во многих случаях винтовой свайный фундамент может значительно сократить время строительства.

В большинстве случаев в прошлом буквально не было другого выбора, кроме как ждать, пока бетонный фундамент будет выкопан, залит и высохнет, прежде чем можно будет приступить к выполнению всех других задач, связанных со строительством здания. Однако в наши дни эта модель все больше и больше меняется, поскольку преимущества винтового свайного фундамента становятся все более известными и понятными.

Когда спиральные опоры быстрее?

Прежде всего, винтовые фундаменты почти всегда устанавливаются быстрее, чем другие методы забивки, такие как кессоны или забивные сваи.В то время как некоторые распространенные приложения включают поддержку мостов, тротуаров и промышленных трубопроводов, инженеры постоянно придумывают новые способы использования винтовых свай в качестве альтернативы, позволяющей сэкономить время. Это особенно полезно для строительства на заболоченных территориях или в зонах, подверженных наводнениям, замена бетонного фундамента спиральными сваями может сократить срок реализации проекта на недели и даже месяцы.

Одним из самых больших преимуществ, особенно для легких промышленных, временных или надземных сооружений, является скорость, с которой можно установить фундамент с помощью винтовых свай.

Как спиральные сваи экономят время?

Винтовые сваи с самого начала экономят драгоценное время при установке фундамента. Для установки самих свай не требуется никакого большого землеройного оборудования, поэтому как только инженеры проверит грунт, чтобы определить необходимую степень анкеровки. Винтовой свайный фундамент можно вкручивать непосредственно в землю с помощью гидравлической системы, установленной на машине, или оборудования, оснащенного электрическим буровым оборудованием.Для винтовых свай подходит почти любой тип грунта или грунта, кроме самой коренной породы, поэтому приемлемы практически все места.

Аспект установки винтовой сваи, который нельзя упускать из виду, – это сама установка. Когда сваи забиваются в землю, скорость вращения колеблется от 6 до 10 об / мин, что позволяет продвигаться со скоростью примерно 2 фута в минуту. Это означает, что анкеровка на глубине 50 футов может быть выполнена менее чем за час.После того, как все сваи будут установлены, их можно использовать для несения нагрузки сразу же, вместо того, чтобы ждать до месяца, пока бетон не затвердеет, или раствор высохнет.

В конце установки также не нужно проводить серьезную очистку, как это может быть при установке любого другого типа фундамента. Установка винтовых свай – это очень чистая операция, которая минимально влияет на окружающую среду и не требует вывоза излишков почвы на грузовиках в другое место.Это само по себе позволяет сэкономить целый этап, который может потребоваться при проведении крупных земляных работ, что, в свою очередь, сокращает общее время, необходимое для завершения строительства фундамента.

Как спиральные сваи снижают затраты?

Суть в том, что когда винтовые опоры используются для анкеровки новой конструкции, не нужно ждать начала других строительных процессов. Если не требуется заливка бетонных опор или опорных балок, другие аспекты строительства могут начаться в тот же день, когда были закреплены опоры.